目前,随着社会发展进程的不断加快,控制系统的自动化程度不断地提高,控制系统也变的日益地复杂化。由于系统结构的变得复杂和不确定,元器件的增加,传统的控制理论,无法满足现有的非线性系统所需的控制条件,使系统控制性能下降,甚至无法保证系统的稳定性,会给社会、经济、政治以及军事带来严重的影响。因此,对于非线性系统鲁棒控制研究,引起了国内外工程和学术界研究人员的广泛关注,尤其近几年,滑模控制、自适应控制、智能控制等先进控制算法的快速发展,为非线性系统鲁棒控制技术领域带来许多新的思路和方法,推动了该领域的快速发展。机械臂是目前在工业界,服务业,医疗界等领域实现自动化的重要工具和手段,根据我国提出的“中国制造2025”等战略目标,实现机械臂系统长期稳定、精确地自主运行,是一个重要的课题。目前机械臂是一个复杂的系统,要想确保机械臂安全稳定地自主运行,必须在设计的过程中,考虑引入鲁棒控制技术,使机械臂有一定的鲁棒性,增强机械臂自主运行的可靠性。本文主要在当前已有的非线性系统鲁棒控制技术基础之上,将其进行改进,并应用于机械臂控制系统中:主要包括以下两方面研究内容:第一,针对一类含有非匹配参数不确定和外部扰动多自由度机械臂系统提出了一种鲁棒H_?滑模控制方法。利用Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的滑模控制器可以使系统在存在外部扰动和非匹配不确定干扰的情况下达到渐近稳定,另外,以线性矩阵不等式的形式给出了滑模面的存在条件,保证了系统状态在有限时间内到达滑模面,产生滑模运动。最后,通过一个数值仿真算例证明所提出方法的有效性。第二,针对一类含有外部扰动或不确定量的多自由度机械臂控制系统,基于非线性观测器技术设计一种鲁棒控制方案。首先,给出非线性控制系统的数学模型。然后,通过设计非线性高阶滑模观测器对系统中存在的扰动量进行估计,进而基于终端滑模控制技术设计控制器使得系统能够在有限的时间内实现稳定控制。最后,数值仿真验证结果证明了该控制方案的鲁棒性和可行性。