齿隙是一种常见的非线性因素,它的存在会降低机电系统的控制性能。主要表现在由齿隙阶段控制时滞现象导致的伺服控制系统对期望运动轨迹的跟踪误差和运动换向时轮齿之间的冲击碰撞引起的振荡与噪声。若不能采取有效手段消除或降低齿隙非线性的影响,以上问题会使系统动、静态性能大大降低,严重时甚至会导致系统失稳不可控。因此,对齿隙问题开展持续深入研究是一项具有巨大实际价值和广阔应用前景。本文将致力于齿隙非线性系统补偿控制策略研究。本文首先重点介绍齿隙的三种常见模型并分析各自特点,对齿隙非线性的现有补偿控制策略作分类和简要分析。然后选择构建基于齿隙死区模型的电机伺服系统数学模型。控制器设计运用反步递推设计方法,基于李雅普诺夫稳定性理论设计针对转矩传递参数不确定问题的参数自适应律,设计出基于状态反馈的自适应控制器,实现含齿隙环节电机伺服系统的渐进稳定控制和不确定参数的在线辨识。在经典死区模型的基础上,构建简化的死区模型。设计近似死区模型逆函数逼近代替实际死区逆,采用RBF神经网络观测器进行在线补偿近似死区逆误差。对于系统的未建模动态和扰动,设计连续非线性鲁棒反馈项来抑制。设计神经网络的权值自适应律和系统控制器,实现系统渐近稳定控制。最后运用Matlab/Simulink软件进行仿真以及在永磁无刷交流电机伺服系统实验平台进行实验,对比PID控制,验证所提出的控制策略的有效性,优越性。