本文针对欠驱动系统的控制问题,提出了一种基于信息融合估计理论的控制方法。其主要思想是将各类典型的欠驱动控制问题转化为二次型性能指标中包含输出误差约束和控制能量约束的最优控制问题,然后运用线性或非线性信息融合估计定理求解最优控制问题,从而获得控制量的最优估计。本文的主要研究工作如下:首先,给出了非线性信息融合控制器的设计流程,讨论了在信息融合控制器的设计过程中,信息权阵、预见步数以及滤波初值的选取问题,总结了信息融合控制器的若干设计准则,其中包括:(1)信息权阵是相对的,同时增加或减小权阵不改变控制效果;(2)预见步数越大,利用的信息越多,控制的效果就越好;(3)预见步数的增加对控制效果的贡献会逐渐减少,同时会增加控制器的计算量,因此预见步数应折衷选取。第二,针对控制系统中二次型性能指标函数中期望控制量不为零的问题,提出了一种推广的信息融合控制算法;针对带输入饱和的控制问题,提出了一种基于控制能量软约束自适应调节的抗饱和控制算法;针对部分状态不可测问题,给出了一种基于信息融合估计的状态观测器设计方法;针对带环境干扰或参数不确定问题,采用扰动补偿、性能指标中增加扰动约束、构建辅助控制系统等方法,有效提高了信息融合控制系统的鲁棒性能。第三,针对连杆类欠驱动系统,研究设计了吊车信息融合跟踪控制器,仿真结果验证了信息融合控制器的有效性;针对吊车负载质量变化时,信息融合控制器稳态跟踪性能变差的问题,采用传统PI调节器与信息融合控制器相结合的方法,有效提高了吊车系统的跟踪性能。最后,针对运动受限类欠驱动系统,研究设计了船舶信息融合跟踪控制器,仿真结果表明了该控制器对环境干扰具有一定的鲁棒性能;针对船舶受非匹配参数扰动的问题,研究了一种鲁棒信息融合控制算法,当非匹配扰动项满足一定条件时,可通过一系列变换将船舶的鲁棒跟踪控制问题转化为带增广控制量的信息融合控制问题,并通过仿真验证了该方法的有效性。总之,信息融合控制算法对欠驱动系统具有良好的控制效果,是一种解决欠驱动系统控制问题的有效算法。