气动系统以其自身的优点,在工业中得到愈来愈广泛的应用.但是由于气动系统的强非线性和低刚度等弱点,使得气动系统的控制与液压系统相比难以获得满意的效果.该文从气动系统设计、系统位置伺服控制和速度伺服控制等多方面对系统的性能进行了研究,为气动伺服控制技术能得到广泛应用提供理论基础.为了避免非线性摩擦力对控制性能的影响,选用了低摩擦缸为主动缸.该文设计了气动伺服控制系统,并搭建了气动控制实验台.该文建立了气动伺服系统的非线性数学模型,用Matlab软件进行了仿真,并从实验上验证所建立数学模型的准确性.分析了比例阀控制单活塞杆气缸系统平衡位置的特性.对系统的位置伺服控制进行了实验研究,得出采用比例环节加压力反馈控制方法能实现快速准确的位置控制,并且控制平稳,方法简单.该文又对系统的速度伺服控制进行了研究,从系统的简化的数学模型出发,设计了一新的双层PID控制算法.该算法在控制速度上,能在一定程度上抑制压力和速度波动.当存在外力干扰时,双层PID控制算法比常规PID控制算法具有较好的鲁棒性,实验也验证了这一点.气动速度伺服控制系统控制过程具有重复的特性,系统精确数学模型又不易获得,该文将迭代学习控制方法应用到速度控制中.仿真和实验结果表明,采用固定增益P型迭代学习控制方法对速度轨线恒值部分跟踪能达到较高的控制精度.该文提出了具有在线学习能力的变增益迭代学习控制方法,仿真结果表明,该方法与固定增益P型迭代学习控制方法相比能明显地减少学习次数,提高学习效率.