欠驱动机械系统的控制是目前非线性控制的一个重要领域。在工程技术领域有着广泛的应用。本论文以欠驱动机械系统陀螺摆和Pendubot为对象，研究一类非完整欠驱动机械系统的控制方法。陀螺摆和Pcndubot系统都有两个自由度，但只有一个驱动装置。陀螺摆由一个机械臂和在其末端安装一带驱动圆盘组成，控制的目标是将系统从它平稳的下垂位置，通过驱动圆盘的转动力矩使系统摆动到垂直竖立的位置并使之最终稳定。Pcndubot是一个在垂直平面上运动的二杆机器人，在肩部有一个驱动器(电机)，肘部没有驱动装置。控制目标是将系统从其平稳下垂位置，通过肩部的电机力矩驱动及依赖系统本身的非线性耦合摆动至垂直竖立位置并使之最终稳定。 论文首先利用拉格朗日动力学建立一类欠驱动机械系统的动力学模型模根据该模型及系统参数提出了一些控制策略一针对陀螺摆机械臂系统系利用反馈线性化和基于能量的控制方法摇起机械臂，并提出了简单可行的精确线性化、线性二次调节器(Linear Quadratic Regulator-LQR)方法和极点配置的平衡控制。摇起控制器在通过一定条件时进行切换转入到平衡控制转针对Pcndubot系统提出了基于能量的模糊摇起控制器和线性二次调节器的平衡控制器。本文对各种控制方法进行了仿真试验，仿真结果验证了摇起和平衡控制器的可行性和有效性。