数据驱动控制即控制器设计不包含受控对象数学模型信息,仅利用对象的输入输出信息。无模型自适应控制作为一种先进的数据驱动控制理论,其在很多复杂非线性系统中的应用引起了学者们浓厚的兴趣。全格式无模型自适应控制策略比偏、紧格式无模型自适应控制策略能更好地捕获系统可能存在的复杂动态。根据系统输入输出数量,全格式无模型自适应控制算法分为多输入多输出(MIMO)和单输入单输出(SISO)两大类。因此,本文以MIMO、SISO全格式无模型自适应控制为基本方法,将它们改进后分别应用在六自由度机械臂和磁悬浮球系统中,具有重要的意义。针对六自由度工业机械臂系统,将MIMO全格式无模型自适应控制与滑模控制相结合,设计了无模型自适应滑模控制方案。分析了机械臂运动学与动力学问题,在SolidWorks中建立六自由度工业机械臂的模型,采用SimMechanics与SIMULINK的联合方式,完成了控制算法仿真模型的搭建。对提出的无模型自适应滑模控制算法,分析了其稳定性,证明了误差的收敛性。然后,对于机械臂系统设计了无模型自适应滑模控制器,与常规的无模型自适应控制效果相比,提出的改进算法取得了更高精度、更快速的控制性能,且控制器设计不需要模型信息,简易可行。针对磁悬浮球系统,将SISO全格式无模型自适应控制与滑模控制相结合,设计了无模型自适应滑模控制方案。同时分别采用了特征模型控制、PID控制方案进行对比。仿真实验结果表明提出的无模型自适应滑模控制效果要明显优于常规的无模型自适应控制和PID方法,验证了改进后的无模型自适应滑模控制算法的有效性。通过对MIMO、SISO全格式无模型自适应控制算法进行改进,并分别在六自由度机械臂、磁悬浮球这两类复杂非线性系统中成功取得应用,全面验证了将全格式无模型自适应控制与滑模控制相结合的改进方案的可行性和有效性。