由于液压伺服系统的响应速度快、负载刚度大等优点，在汽车制造、有色金属冶炼等众多行业得到了较为广泛地应用。基于节流原理设计的阀控系统常造成节流损失，使得能源利用率低。针对这一问题，同时考虑避免由于增加系统装机容量而造成的发热问题、降低系统结构复杂度和成本，相关专家提出了一种新型的直驱式液压伺服系统。本文针对此新型直驱式液压伺服系统的位置跟踪问题，进行了数学建模与控制策略研究。本文主要工作如下：首先，建立了系统的动力学模型，考虑该系统模型中存在零点非连续不可导函数以及系统多目标跟踪要求，建立了具有驱动子系统、换向子系统和液压伺服子系统动力学模型。其次，为了保证系统具备较强的稳定性和更高的跟踪精度，结合滑模变结构响应速度快，对参数时变有良好抗扰性的特点，提出了一种滑模变结构控制器的设计方法。为了解决滑模控制器输出抖动问题，采用了变增益趋近律，该趋近律可有效抑制输出抖动，还可缩短滑模到达时间。再次，由于滑模变结构控制对非匹配性干扰的不灵敏性，在滑模变结构控制器中引入基于扩张状态观测器的补偿控制，设计了基于扩张状态观测器的变增益滑模变结构控制器。最后，仿真结果表明基于扩张状态观测器的变增益滑模变结构控制器可以有效减小跟踪误差，消除抖动，缩短滑模到达时间，增强了伺服系统的动态性能和鲁棒性。