微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)是一个涉及多学科的,量级通常在毫米级以下的微型机械器件,其中静电驱动MEMS扭转微镜具有结构简单、功耗低、扫描频率高的特点,广泛应用于光通讯、医学扫描成像、投影显示等领域。如何采用控制策略保证静电驱动MEMS扭转微镜具有良好的暂态性能和精确的定位,是微机电系统控制领域的一个热点问题。另一方面,静电驱动机制下,当驱动电压过大会触发静电吸合现象从而导致器件损坏,同时也需要考虑外界扰动对系统性能的影响。因此,本文考虑输入受限与扰动下的静电驱动MEMS扭转微镜的控制问题,主要完成以下工作:(1)提出了基于混合优化算法的最优复合非线性反馈滑模控制策略。该算法由复合非线性反馈控制和滑模控制组成,复合非线性反馈控制通过调整闭环系统的阻尼比,使系统具有良好的暂态性能,滑模控制用于消除扰动对系统的影响。将复合非线性反馈控制律的参数选取问题转化为一个极小值问题,运用基于禁忌搜索算法和粒子群算法的混合优化算法解决参数整定问题。仿真结果证明,使用混合优化算法能有效解决控制器参数的选取问题,并且该控制器在系统输入受限的前提下具有精确的定位性能、良好的暂态性能和鲁棒性。(2)针对输入受限和抖振问题,提出了最优复合非线性反馈二阶滑模控制策略。复合非线性反馈控制保证系统具有良好的暂态性能,运用二阶滑模控制保证了系统鲁棒性并减少抖振现象。设计李雅普诺夫函数证明了输入受限时系统的稳定性。仿真结果验证了该控制器的有效性,与最优复合非线性反馈滑模控制相比,该控制器在微镜系统输入受限时,保证系统暂态性能和鲁棒性的同时削弱了抖振。(3)提出了基于改进趋近律的最优复合非线性反馈快速滑模控制策略。使用复合非线性反馈控制保证系统的控制精度、提升系统的暂态性能,利用基于改进趋近律的滑模控制具有快速到达滑模面的优点提升滑模控制的品质,增强系统的鲁棒性。仿真验证了该控制器在微镜系统输入受限的前提下实现了精确的定位控制和良好的暂态响应、增强了鲁棒性。