欠驱动机械系统是指系统控制输入个数少于系统自由度的机械系统。由于其驱动个数缺失，使其在节省空间，降低重量，减少能源消耗等方面拥有巨大的优势。Acrobot是一类典型的欠驱动机械系统，作为学者们研究欠驱动机械系统所经常采用的benchmark之一，它是由仿生机器人的悬臂运动抽象得到的一种简化模型。本文以Acrobot为研究对象，主要研究其镇定控制问题。旨在寻求一种控制算法，不仅能够在理论上将Acrobot由竖直向下稳定平衡点起摆并稳定于竖直向上不稳定平衡点，并且易于实际实现。主要有以下内容：采用分析力学中的拉格朗日方程为Acrobot系统建立理想情况下的精确数学模型，在平衡点附近进行近似线性化，并采用“必要条件法”在Matlab/Simulink环境下验证所建立系统模型的正确性。为Acrobot系统分别设计基于单一控制器的控制策略和基于切换控制器的控制策略的镇定控制器。基于单一控制器控制策略采用Backstepping实现系统镇定控制；在基于切换控制器控制策略中，起摆控制器采用李雅普诺夫理论实现，平衡控制器采用线性二次型最优控制理论实现。在Matlab/Simulink环境下进行两种控制器的有效性验证实验。由于Acrobot系统的参数具有严重的分布不均匀特性，很难通过理论计算获得实际Acrobot系统的参数，需要通过参数辨识获得系统参数，本文采用UKF对Acrobot系统进行参数辨识过程。最后，本文在基于dSPACE的Acrobot半实物仿真平台上进行半实物仿真实验，实现基于切换控制器的控制策略的Acrobot镇定控制过程，验证基于切换控制器的控制策略在实物Acrobot上的控制效果。