桥式吊车是一种常见的装配运输工具，在工业中得到了广泛的应用。从本质上来看，桥式吊车系统是一个高度非线性的欠驱动系统，由于其系统特性，设计它的控制器颇有难度。从实际应用需要来考虑，为保证生产安全，提高工作效率，对桥式吊车的位置跟踪精度、跟踪时间、抗摆动及鲁棒性等都有较高要求。因此，对桥式吊车系统的非线性控制算法研究具有重要的理论研究和应用研究价值。　　 本文针对桥式吊车系统，分别设计了两种嵌套饱和控制器和两种次最优控制器。在设计控制器之前，本文先对桥式吊车系统进行建模，通过坐标变换，将系统模型动力学方程转变成级联规范型，进一步将该级联规范型转换成一个上三角结构的非线性动力学方程，接下来的控制器设计均是基于这个上三角模型。首先，本文提出了一种加幂积分技术与嵌套饱和相结合的方法，该控制器在合适的参数选择下能够保证系统全局有限时间稳定。进一步地，本文在第一种控制器的基础上对其进行改进，采用非线性嵌套饱和函数，提出了第二种加幂积分技术与嵌套非线性饱和相结合的控制器，该控制器比第一种控制器多了一个可调参数δ，在同等控制量下，使得系统状态能更快地收敛到平衡点。然后，本文利用θ-D技术，针对标准的二次型性能指标，设计了一种半全局渐近稳定的次最优控制器。最后，为了弥补传统θ-D技术的不足，文章利用伪谱技术，针对带有状态或是控制量约束条件并且非标准的二次型性能指标，设计了一种伪谱次最优控制器，保证了近似解快速收敛到精确的最优解。本文通过仿真研究验证了上述控制方法对于桥式吊车系统控制的有效性。