并联机构伺服系统由于具有承载力强、刚度大、精度高等优势,被广泛运用在工业、医疗等诸多领域。随着非线性控制技术的不断发展,针对并联机构伺服平台的控制性能提出了更高的要求。本文以平台研制为背景,针对平台的工作原理、结构设计、运动分析及控制方案进行详细描述,其中着重研究了影响平台跟踪精度的非线性因素及其控制方法。根据任务需求设计了平台控制系统并进行了实物验证,为平台样机推广应用提供理论基础和实践经验。首先,针对并联机构伺服平台总体方案,详细介绍了系统的工作原理,给出了平台的技术指标以及结构设计分析。在对平台运动学解析的基础上,基于拉格朗日方程建立了其非线性数学模型及各执行器件数学模型,为平台控制方法的设计提供了模型参考。其次,根据平台的特殊性结构,确定了以离散控制为基础的并联机构伺服平台控制方案。采用经典控制对平台三个通道控制回路进行设计,完成了伺服电机三闭环调节器设计及参数整定;考虑平台多轴运动耦合性问题,本文采用基于ADAMS与MATLAB的联合仿真方法,对平台俯仰及滚转通道间的耦合影响进行了仿真试验分析,为平台的非线性控制方案设计提供依据。再次,分析了影响平台跟踪精度的负载惯量、铰链摩擦等非线性因素以及多通道耦合干扰的影响。基于工程实践考虑,提出了滑模变结构控制与同步误差补偿相结合的同步滑模变结构控制,对平台的控制效果进行优化,使平台在保证控制精度的同时具有较强鲁棒性;仿真结果验证了同步滑模变结构控制的可行性及优越性。最后,根据实际任务需求分析本文系统的软硬件设计要求,设计了以ARM双核组成的高性能平台控制器,并给出了平台执行机构与传感器的具体选型;设计了并联机构伺服平台运动控制软件和上位机监控软件;通过实物样机试验,验证了本文设计的基于相关耦合误差的同步滑模控制方法可行性。