伺服转台是一种被广泛应用的重要设备,是数控加工中心、工业用机器人、雷达系统等设备的基础组成部分。伺服转台的运行性能与跟踪精度会直接影响上述设备的整体性能。因此,伺服转台的高精度控制一直是自动化领域的一个重要方向。本文首先介绍了伺服转台的发展与应用情况,随后设计并改造了实验用单轴伺服转台系统。该伺服转台采用开源化的设计方式,使用了高性能的伺服驱动器与交流伺服电机,并利用工业控制计算机作为整个转台的控制机构,随后使用VS 2010开发出与之配套的转台控制用软件。在此实验平台基础上首先提出一种非线性NP-ID控制律,通过自主设计的轨迹跟踪实验证明了伺服转台在该算法作用下相比线性PID控制,其轨迹跟踪精度有了大幅提高。然而单独的非线性NP-ID控制律无法保证伺服转台的全局渐近稳定性,为此本文提出了NP-ID滑模控制,利用李雅普诺夫直接方法证明了该控制律下伺服转台的全局渐近稳定性。实际的转台运行实验验证了在引入饱和函数的前提下,该控制律可以进一步提高伺服转台的轨迹跟踪精度。考虑到滑模控制中切换函数的引入会引起伺服转台的高频振动,而在实际运行中使用饱和函数消除颤振的方法则会使得系统丧失其稳定性。因此本文引入自适应控制技术设计出一种非线性NP-ID滑模自适应控制方式,在保证系统的全局渐近稳定性的前提下有效降低了滑模项所引起的高频振动,同时实验结果证明了该控制律可以进一步提高伺服转台的轨迹跟踪精度。