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本发明涉及一种基于广义回归神经网络的超声波电机非线性死区补偿控制系统及方法，该系统包括基座和设于基座上的超声波电机，所述超声波电机的一侧输出轴与光电编码器相连，另一侧输出轴与飞轮惯性负载相连；所述飞轮惯性负载的输出轴经联轴器与转矩传感器相连；所述光电编码器的信号输出端与转矩传感器的信号输出端分别接至一控制系统；其中控制系统由基于广义回归神经网络的死区辨识器与控制器组成，非线性死区辨识器完成对超声波电机在不同控制变量下输入输出非线性特性的辨识，控制器根据辨识结果实现对超声波电机的死区补偿控制输出。本发明的控制系统及方法不仅控制准确度高，而且结构简单、紧凑，使用效果好。