齿隙非线性作为机械传动系统中一种最主要的非线性,广泛存在于各种机床、机器人、天文望远镜、雷达、火炮、导弹发射架、航空航天飞行器等系统中,它是影响传动系统动态性能和稳态精度的重要因素。由于齿隙具有不可微的非线性特性,同时对它的补偿也非常困难,这使得对于性能和可靠性有着极高要求的高精度传动控制系统在设计和工程实现上都面临着严峻的挑战。因此,对机械传动系统中存在的齿隙非线性展开深入研究,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文研究了传动系统中齿隙非线性系统的控制问题,针对内部包含齿隙非线性的传动系统提出了一种切换控制策略:首先,在系统主、从动部分的接触阶段采用模糊PID控制,使系统输出跟踪期望目标,采用模糊PID控制可使系统具有较小的超调量和较短的调节时间,并且具有较好的动态响应特性和稳定特性;其次,在齿隙期间采取基于时间最优的滑模控制,保证驱动部分快速通过齿隙,并且在齿隙结束时与从动部分实现无碰撞接触;最后,设计了基于稳定性理论的切换控制,保证系统在跟踪期望目标的过程中能够保持BIBO稳定。