结晶器是连铸机的核心部分,结晶器按照给定波形上下振动可避免与坯壳粘连。从控制角度而言,结晶器能否精确地跟踪给定振动波形是保证铸坯表面质量的关键问题之一。由于结晶器振动运行的周期性特点,其位移控制器采用迭代学习控制或重复学习控制是非常适用的。然而,在连铸结晶器振动位移系统中,还存在一些参数不确定、干扰等非周期性扰动,会影响学习控制系统性能。基于以上分析,本文将针对存在时变负载扰动、机械零位初始偏差,减速比加工误差,模型辨识误差等因素的伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统,采用迭代学习控制和重复学习控制进行控制系统设计,以实现结晶器振动位移的高精度跟踪。主要研究工作如下:首先,针对存在偏心轴机械零位初始偏差和模型辨识误差的连铸结晶器振动位移系统跟踪控制问题,提出一种高阶滑模迭代学习控制方法。根据系统中扰动的特性,将系统扰动分为周期性扰动和非周期性扰动,使用迭代学习控制精确学习周期性扰动,使用二阶滑模技术无抖振地衰减非周期性扰动。通过仿真和实验验证所提方法的有效性。然后,进一步考虑减速比加工误差对系统性能的影响,提出一种鲁棒迭代学习控制方法。通过引入时变边界层构成的误差函数来解决常规迭代学习控制的初值问题。再利用迭代学习控制和自适应滑模控制分别补偿系统中的周期性扰动和非周期性扰动。理论分析表明,所提出控制方法能够使系统跟踪误差收敛到边界层内。通过仿真和模拟实验以验证所提出方法的有效性。最后,利用二阶扩张状态观测器对系统中非匹配扰动进行估计并补偿,从而提出一种基于扩张状态观测器的鲁棒重复学习控制方法。该方法中对速度环周期性扰动和非周期性扰动,分别采用重复学习控制和自适应滑模控制处理。理论分析表明,所提出控制方法能够使系统跟踪误差收敛到原点附近的邻域内。通过仿真和模拟实验以验证所提出方法的有效性。