高精度机电伺服系统广泛应用于精密跟踪雷达、天基红外预警系统、射电天文望远镜、激光通信端机和车载动中通等军用核心设备中。这些设备通常被要求处于极端恶劣的工作环境中,且在低速工况下会不可避免地受到非线性摩擦、齿隙、死区以及电机力矩波动等不可抗力扰动因素的影响,以至于不能实现预先期望的控制目标和跟踪精度。研究如何提高机电伺服系统的控制精确性和实现其平稳运行能力越来越成为反映一个国家国防实力与尖端科技水平的重要衡量标准。本研究课题源于实验室申报的国家自然科学基金面上项目（高精度天线机电伺服系统低速区多模型协调控制研究,项目编号:52077001）,主要以某三轴伺服转台为控制对象,研究如何提高转台伺服系统的跟踪精度和抑制非线性扰动能力,具体可概括为如下几个方面:首先,在RTU-BOX 204半实物仿真平台界面搭建三轴跟踪转台伺服控制系统模型,采用不同的输入作为激励信号,以采集三轴伺服转台在不同信号激励下的实际转速输出数据,并基于获取的实验数据使用Volterra级数在频域完成对伺服转台的输入输出特性建模。同时,为了验证所建立模型的准确性,考虑到驱动电机本身满足的动态电压方程和力矩方程,采用传统的机理分析方法实现其单自由度建模,然后基于坐标变换获得伺服转台系统的其他驱动轴模型。其次,为了有效地抑制非线性摩擦干扰对三轴转台输出转速精确性的影响,本研究采用Elastoplastic摩擦模型对伺服转台运行过程中存在的不良摩擦扰动进行建模。同时,鉴于摩擦模型中存在部分不可测量的状态,考虑将这些不可测的状态量用以构成扩张状态观测器,予以完成对其进行实时地在线补偿和估计。再次,基于上述的摩擦状态观测器,考虑到自抗扰控制技术不依赖于被控对象模型且抵抗外界扰动能力比较强的优势,在本研究内容中,首先分析了传统自抗扰控制器的优点和不足之处,并在此基础上有针对性的分别对跟踪微分器、扩张状态观测器等重要部分做了适当地改进,提出了三轴跟踪转台伺服系统的改进自抗扰控制方案。最后,分别将提出的改进自抗扰控制方法在六轴运动控制器板卡和RTU-BOX 204半实物仿真联合平台进行了实验验证,并与机电伺服系统的其他常用控制方案作了比较。结果表明本文提出的改进自抗扰控制策略可以有效提高三轴转台伺服系统的控制精确性,且对摩擦等非线性扰动具有较强的抑制效果和鲁棒性。