为了补偿四旋翼飞行器的参数不确定性和扰动, 提出一种四旋翼飞行器速度的线性自抗扰控制方法。首先, 分析了四旋翼飞行器的动力学模型, 质心在惯性坐标系中的z轴线速度采用一阶自抗扰控制, x轴和y轴线速度采用比例加前馈控制, 并利用李雅普诺夫函数证明了三轴速度环控制系统渐近稳定。然后, 分析虚拟姿态角度求解, 采用二阶线性自抗扰控制实现3个方向姿态角跟踪, 证明了二阶线性自抗扰控制系统的稳定性。最后, 仿真实验表明, 与PD控制的系统相比, 四旋翼飞行器的速度自抗扰控制系统3个轴的线速度跟踪更快、无超调且跟踪误差小; 3个方向姿态角的收敛速度更快、跟踪误差小。

针对大型导弹电驱动垂直起竖过程中, 伺服电机驱动起竖力大、负载时变、需对起竖速度进行实时跟踪等问题, 采用反馈线性化控制策略, 解决了交流永磁同步电机非线性系统中的角速度与电流相互耦合而不易控制的难题。分别选择以Id轴、Iq轴作为控制器的输入和以角速度ω、Id轴作为输入以及传统PI控制进行仿真实验, 仿真结果表明：反馈线性化控制能提高起竖机构的动态响应速度, 能有效防止起竖初始阶段电机速度出现反向的情况, 提高其在起竖过程中负载的稳定性能, 这对电驱动垂直起竖过程的控制具有一定的参考意义。

为了增强大口径望远镜跟踪架伺服控制系统的抗扰动性能, 提高其低速跟踪精度, 提出了基于扰动力矩观测器的力矩补偿方法。该方法采用改进的加减速法控制转台的加减速时间, 使得望远镜转台微震; 通过测量电机的速度和电流响应曲线, 辨识获得望远镜转台的转动惯量。然后, 设计了望远镜转台的加速度估计器, 根据编码器位置反馈数据, 采用双积分和PD控制的方法, 估计出当前系统的加速度。最后, 基于转动惯量辨识和加速度估计, 设计了扰动力矩观测器, 根据电机的电流和转台的加速度, 计算出外部的扰动力矩, 并将扰动前馈补偿到电流控制器的输入端, 以修正电流输入参考值。在2 m望远镜控制系统中对扰动观测器的性能进行了实验验证, 结果表明, 加入扰动力矩观测器补偿后, 在跟踪斜率为0.36 (″)/s的位置斜坡时, 跟踪误差值(RMS)由0.012 7″减小到0.007 3″; 相比未加入扰动力矩观测器的补偿方法, 望远镜的低速跟踪抖动明显减小, 提高了伺服系统的低速跟踪精度, 实现了对目标的平滑、稳定跟踪。

利用模糊推理对基于Stribeck摩擦补偿模型的参数进行在线辨识, 使摩擦补偿量在数值上无限逼近真实的摩擦干扰; 通过建立伺服系统摩擦补偿模型, 仿真验证了该补偿方法的有效性, 并进一步在高精度光电跟踪平台上比较分析了有、无摩擦补偿的跟踪误差曲线, 验证了摩擦补偿效果, 实验表明该方法使过零波形畸变基本消失,跟踪误差降低为原来的20%, 显著提高了低速跟踪性能。

为了兼顾飞轮控制系统的响应速度和稳态精度，在分析常值切换变结构控制和变速积分控制特性的基础上，将具有开关特性，响应快，但存在抖振缺点的常值切换变结构控制与能改变积分项的累加速度，使其与偏差大小相对应，稳态精度高的变速积分控制相结合,利用变速积分控制稳态精度高的优点弥补常值切换控制的开关特性带来的缺点,提出了变结构变速积分控制。根据飞轮的本体模型和运动方程建立了控制模型，分析了控制模型的性能，进行了转速跟踪实验。实验结果显示：变结构变速积分控制使系统的动态性能和稳态性能都得到很大提高。控制指令为偏移量1 000 r/min，幅值100 r/min, 周期0.01 Hz正弦信号时，跟踪误差为2 r/min。结果表明，提出的方法抑制了超出切换带范围的超调量，提高了进入切换带内的稳态精度，防止了抖振，基本达到了加快响应速度和提高稳态精度的要求。