在现实工程应用与各类工业控制系统中,由于系统本身存在参数不确定以及随机干扰问题,极大地增加了控制器的设计难度。随着多年来非线性自适应控制的发展,已经从很大程度上改善了这一现状。然而在多数文献中,非线性自适应控制对于被控对象系统的选择以及系统性能的进一步提升仍存在一定的局限性,本文就基于这两者内容,做出以下研究:1.在现有的研究中,大多数考虑的是非线性严格反馈系统或是输入仿射的非线性纯反馈系统,这就要求系统要有一定的特殊性。而对于控制输入以及状态中都含有非仿射结构的非线性系统自适应控制问题,传统的方法不仅极大提高了处理问题的难度,并且会导致多个控制器同时存在。因此,为了解决输入非仿射非线性纯反馈系统的自适应控制问题,基于反推法,通过引入新的坐标变换和辅助积分系统,将原n阶非线性系统转化为n(10)1阶仿射输入系统,通过联立后的增广系统所设计的控制器有效减少了一般设计方法下造成的系统冗余,所设计的自适应律也能快速准确估计到未知参数。另外,将基于以上理论所设计的控制器应用于单连杆机械臂系统,结果表明,所设计控制器不仅有更好的跟踪性能,且结构简单,有利于工程实践。2.在非线性纯反馈系统自适应控制的研究过程中,通常都是以系统渐近稳定和误差稳定作为控制目标,即将跟踪误差收敛到原点,缺少对系统超调量等动态性能的进一步考虑。在一些方法中,通过调整控制器参数来优化系统的动态或稳态性能,但这种方法并不能使动态或稳态性能朝着已经设计好的性能收敛。所以,为了解决非线性纯反馈系统的预定性能自适应控制问题,通过引入一个新的坐标变换来解决状态中出现的非仿射结构,并设计了一个相对简单的李雅普诺夫函数来满足系统预定性能。利用反步法,给出了一种新的自适应控制算法来解决参数未知问题。将基于此理论所设计的控制算法应用于Buck型降压电路,实现对输出电压的跟踪控制。仿真实验表明,所设计的控制器不仅保证了系统的预定性能,跟踪误差渐近趋于稳定,且使得在干扰情形下,系统具有一定的鲁棒性。