欠驱动系统是指系统的控制输入变量个数小于系统自由度个数的一类非线性系统,其特点是输入空间维数小于构造空间维数.由于在系统设计时,省去不必要的驱动器,系统设计的复杂程度被降低,因而能够有效地节约成本或降低系统重量.在实际应用中,许多系统如机器人、航空航天系统、船舶系统、柔性系统、移动通信系统、机车系统等都被设计成为欠驱动系统.一方面,欠驱动特性在设计、制造上给我们带来了方便;另一方面,也为我们的控制方法带来了一定的挑战,因此该系统一直都是控制领域研究的热点.本论文以欠驱动系统为研究对象,针对两种典型的欠驱动系统,设计了三种控制策略,对原有控制设计方法进行了改进,所做的工作主要有以下五个环节:首先,介绍了欠驱动系统的定义、特点,以及在实际生活中的许多应用,以桥式吊车为例,本章说明了欠驱动的特性在设计和制造上给我们带来了方便,也为它的控制带来了极大的挑战.进而,阐述了欠驱动系统的研究现状.第二,运用拉格朗日动力学法给出了欠驱动系统的数学模型,并分析该模型具有的结构特征.以二维桥式吊车和二自由度欠驱动闭链平面机器人系统为研究目标,简述了其数学模型的推导过程.第三,针对外部干扰下的二维欠驱动桥式吊车,研究其有限时间定位和消摆控制问题.利用静态计算力矩法,将吊车系统转化为链式系统.基于终端滑模控制技术和吊车轨迹规划法,提出了有限时间定位和消摆控制器;同时采用增加幂次积分法进一步讨论了固定时间定位和消摆控制器设计问题,并证明了所设计控制器的稳定性.仿真结果验证了所提出的控制方案的有效性.第四,针对二自由度欠驱动闭链机器人系统的某些参数未知和存在一些外部扰动的特性,设计了基于微分平坦的自适应模糊控制器,实现了H_∞跟踪性能.仿真结果表明,通过运用本章提出的方法,模糊近似和外部干扰对系统跟踪误差的影响逐步衰减到任意期望的水平,即满足H_∞跟踪性能准则.最后,结合本文的研究,我们进行了简要总结,并且对欠驱动系统控制的应用进行了初步展望,为下一步研究指明了方向.