本文分析了基于开关电磁阀的气动比例舵机的组成及工作原理,借助于电磁学、气压动力学和气压伺服的相关理论,建立了电磁阀数学模型、气缸流量方程、气缸两腔的压力方程等系统动态特性方程,并对其进行了线性化,同时结合实验确立了系统控制对象——阀控缸的传递函数。基于阀控缸控制对象,分别设计了PI、PID控制器和基于指数趋近率的连续及离散滑模变结构控制器。在simulink中,搭建了采用以上不同控制策略的系统仿真模型,分别对舵机系统进行了阶跃响应和正弦波带宽响应仿真,通过对仿真得到的超调量、调节时间、带宽等指标的对比,仿真结果表明:以上控制律都能达到系统指标,采用滑模控制律比采用PI和PID控制律的控制效果更好。在系统控制律的实现上,课题设计了基于PIC16F877单片机的数字PID控制算法软件程序,并设计和制作了相应的外围硬件配套电路。同时对舵机样机进行了时域、频域响应测试,试验结果表明:设计的数字PID控制器能满足系统的要求,控制系统在快速性和稳定性上均能达到指标要求,这为将来工程项目的立项研究提供了积极的参考意义。