随着工业技术不断发展,伺服机电系统的性能要求不断提高,模型辨识也成为伺服机电系统设计中不可或缺的一部分。在应用模型辨识技术对伺服机电系统对象进行辨识时,往往会遇到对象的非线性特性如何处理、对象的线性模型辨识方案如何设计等问题,这些问题制约着模型辨识技术在伺服机电系统中的应用,也是实际工程应用里中迫切需要解决的问题。因此本文将根据伺服机电系统的特性,对这些问题展开深入研究并提出可行的解决方案。针对机电伺服系统被控对象的非线性问题,本文从常见的非线性特性的机理出发,着重介绍对系统影响较大的定位力矩、摩擦力矩两种非线性特性的机理模型。接着根据机理模型和Hammerstein模型思想,将对象建立为非线性环节和线性环节的块连接结构。随后,针对其中的非线性环节提出了辨识方案和基于模型的前馈补偿方案,使得对象在补偿后可以近似为线性环节,极大减小了非线性因素对伺服系统辨识和控制的不利影响。最后将该辨识和补偿方案应用于小惯量交流伺服系统中,验证了方案的有效性。对于可近似为线性环节的对象,本文在第三章对其模型辨识方案展开了研究。首先根据机电伺服系统被控对象的机理特性,分析了谐振模态的存在及其对伺服系统的影响,并确定了线性对象辨识的要点。随后对机电伺服系统频率响应模型辨识方法进行了研究,对常用辨识方法的应用要点和辨识误差进行了分析,并以偏相干函数作为评价指标提出了频率响应模型的辨识方案。接着,分析了参数模型辨识方法在机电伺服系统的应用难点,提出了基于频率响应模型的参数模型辨识方案。然后,研究了辨识输入信号的设计方法,并根据功率谱分析制定了信号选择和设计方案。本文提出的参数模型辨识方案、非参数模型辨识方案在实际应用中能极大地减小辨识盲目性,可操作性高,且能对辨识结果在不同频段的可信度进行相对直观的表示,可以很方便地在机电伺服系统中进行应用。最后,分别在大惯量交流伺服平台和天线伺服平台中对线性模型辨识方案进行了应用,通过分析系统特性、合理设计信号和选用辨识方法,获得了对象的频率响应模型和参数模型,并通过实验和数据验证了模型的有效性。