连铸结晶器（Continuous Casting Mold,CCM）作为钢铁生产的关键设备,其振动位移跟踪控制精度对于改善铸坯质量与提高拉坯速度具有重要意义。本文围绕伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移控制系统开展相关研究工作,该系统通过伺服电机单方向、变角速度连续转动,经减速器、偏心轴与连杆机构等机械传动装置实现连铸结晶器的非正弦（或正弦）振动。由于系统中存在伺服电机单方向转动的工艺约束、结晶器振动位移与电机转角间的非线性周期函数逆解不唯一、时变负载扰动以及其他不确定性以及伺服电机控制电流饱和等问题,这在一定程度上制约着结晶器振动位移的跟踪控制精度,进而影响铸坯表面质量。针对上述问题,本文以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,为提高系统的跟踪控制精度与鲁棒稳定性,将采用复合控制、自抗扰控制（Active Disturbance Reject Control,ADRC）以及滑模控制（Sliding Mode Control,SMC）等方法开展连铸结晶器振动位移系统跟踪控制方面的研究工作。首先,针对伺服电机单方向转动工艺约束问题和系统前向通道存在的非线性周期函数逆解非唯一问题,给出一种结晶器振动位移到伺服电机转角的非线性转换方法;针对系统时变负载扰动和系统中其他不确定性问题,分别完成基于扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）的鲁棒控制器设计,以及基于分数幂ESO的前馈+反馈复合控制器设计,以实现结晶器振动位移跟踪控制。其次,针对伺服电机单方向转动工艺约束及结晶器振动频率切换、时变负载扰动等工况变化的结晶器振动位移跟踪控制问题,提出一种基于扩张状态观测器的参数自调整自抗扰控制器设计方法。采用三阶离散扩张状态观测器对时变负载扰动构成的综合不确定项进行观测,并将观测值引入到所设计的结晶器振动位移自抗扰控制器中进行补偿;采用基于非支配排序的遗传算法对自抗扰控制器参数进行了优化设计;最后通过系统仿真验证所提方法的有效性。再次,针对结晶器振动位移系统驱动电机存在的电流输入饱和问题,以及时变负载扰动与参数摄动等不确定性问题,采用双曲正切函数逼近控制电流输入饱和项,并分别设计基于ESO的有限时间超螺旋滑模控制器（Super-Twsiting Sliding Mode Control,STSMC）和基于ESO的预设性能反步控制器,以提高结晶器振动位移跟踪控制精度和鲁棒稳定性。最后,针对伺服电机单方向工艺约束、时变负载扰动等问题,将前馈控制与反馈控制相结合完成了结晶器振动位移复合控制器的设计;针对反馈控制器参数难以整定的问题,采用改进的飞蛾火焰优化（Ameliorated Moth-Flame Optimization,AMFO）算法对控制器参数进行离线优化,并将优化后的控制器用于系统仿真和实验室实验,以验证所提控制方法的有效性。