针对钻机钻井复杂多变的过程,要提高钻机对钻进的控制能力,降低能量损耗,延长钻具寿命,提高钻进效率,就需要对其进行实时监测和控制,实现钻机的高效化、自动化和智能化。为了实现安全、高效、优质钻井,抑制钻机有害振动,针对钻机旋转系统控制与监控技术进行了深入研究。主要的研究工作和创新点为：1.针对钻机旋转非线性系统建立了双自由度和多自由度动力学模型及负载特性模型,分析了钻头扭矩与转速的变化状况及旋转系统扭矩振动特性。2.为消除常规滑模控制中被跟踪信号的一阶及高阶导数均存在的假设,提高系统控制精度和阻尼性,提出了钻机旋转系统的微积分滑模控制策略并进行了仿真验证。同时,针对常规滑模控制对系统过渡过程抗干扰能力弱的缺点,提出了具有在线辨识和跟踪特性的钻机旋转系统时变滑模自适应控制策略,仿真结果表明：时变滑模自适应控制具有很好的鲁棒性和动态及静态响应,可以使钻机旋转系统达到全局稳定性。3.针对多自由度钻机旋转系统,提出了多自由度钻机旋转系统的双面滑模PID控制方法,可使系统快速进入滑模运动状态,具有较强的鲁棒性。4.研究了以实时监控、仿真、3D动画和诊断为一体的钻机监控系统,并对系统的硬件结构、软件结构、钻机重要参数的采集及常用传感器、钻机监控系统主要模块和功能进行了分析。