本文以气动人工肌肉驱动的气动运动模拟平台为研究对象,研究该运动模拟平台偏转运动的轨迹跟踪控制。由于空气的可压缩性、气动人工肌肉的柔性以及平台负载的变化等不确定性因素给该实验平台的控制带来了难点与挑战。本课题主要考虑自适应补偿控制策略来处理气动运动模拟平台系统中存在的未知参数和总和扰动问题,提高气动运动模拟平台在不同的模拟运动下的控制精度与响应速度。首先,介绍了本文的研究背景与本文所用控制算法的研究现状。说明了气动运动模拟平台的机械结构、动力回路和控制回路,介绍了气动运动模拟平台的组成部分、应用测控软件和主要气动元器件及其工作原理,并且详细介绍了本文所用气动运动模拟平台的控制过程。其次,针对气动人工肌肉驱动运动模拟平台单关节转动系统的跟踪控制,利用跟踪微分器安排过渡过程获得期望信号的跟踪信号和微分信号,设计自适应扩张状态观测器估计单关节转动系统中的未知状态和扰动,并且将系统中未知参数通过自适应率进行估计。根据估计的状态和参数基于反步技术设计自适应反步控制器,并且在控制器中补偿所估计的扰动。通过实验证明了所设计的控制方法能气动运动模拟平台在变负载和变幅值条件下达到较高的控制精度和响应速度。再次,针对气动人工肌肉中存在的死区问题,采用自适应控制的方法,对死区的压力阀值进行了估计和补偿。此外,通过反步技术设计反步扩张状态观测器,并且通过李雅普诺夫方法理论证明该反步扩张状态观测器能达到有限时间收敛。实验证明,基于反步扩张状态观测器的自适应控制使气动人工肌肉驱动运动模拟平台单关节转动系统得到更高的控制精度和更快的响应速度。最后,针对气动运动模拟平台二自由度偏转运动的角度姿态控制,采用Tornambe控制器处理二自由度偏转运动动态系统中存在的耦合、未建模动态等非线性干扰。使用跟踪微分器去处理误差信号,实现了在高斯白噪声干扰下的气动运动模拟平台二自由度角度姿态控制。