非线性系统的自适应跟踪控制一直是控制领域研究的热点问题之一,针对各种各样非线性系统的特点和约束条件,许多控制理论和工程应用方面的学者仍不断地提出一些新方法和工具用于非线性系统的跟踪控制设计。考虑到自适应backstepping技术与Lyapunov稳定性定理结合可以有效地解决系统的稳定性问题,以及多维泰勒网（multi-dimensional Taylor network,MTN）逼近未知函数的特性,本文利用Lyapunov稳定性定理、自适应backstepping技术及MTN方法讨论了三类非线性系统的相关跟踪控制问题,具体的是:1.一类具有有界扰动的状态不可测非线性系统的跟踪控制问题。针对该问题,首先,构造了一个非线性观测器,该观测器能够准确地捕捉到可用的系统状态信息。其次,在backstepping设计过程中,引入了动态表面控制技术（dynamic surface control,DSC）,克服了递推中产生的“差分爆炸”问题,进而结合MTN的逼近特性,给出了一种结构简单的自适应MTN跟踪控制方案。最后,Lyapunov稳定性理论论证了控制系统的稳定性,仿真实例验证了控制方案的可行性。2.一类具有有限时间输出约束的切换时滞系统的跟踪控制问题。首先,论文引入了一种改进的有限时间性能函数（finite time performance function,FTPF）,并将其与障碍Lyapunov函数（barrier Lyapunov function,BLF）有效结合,保证了系统的跟踪误差能够在有限时间进入预设的残差域中。其次,利用MTN的逼近特性和自适应backstepping设计过程,给出了该问题的自适应MTN跟踪控制方案。另外,通过设计合理的Lyapunov Krasovskii泛函（Lyapunov Krasovskii functional,LKF）,使得切换系统在存在时滞的情况下,仍然能够保证理想的稳定性能。最后,理论分析和仿真实例论证了该控制方案的有效性和优越性。3.一类具有有限时间输出约束的大规模非线性系统的分散跟踪控制问题。首先,本文将改进的FTPF与BLF相结合,构建了一种新型的具有有限时间输出约束特性的自适应跟踪控制框架。并利用微分中值定理和调节函数解决了大规模系统中复杂内联函数的问题。其次,利用MTN的逼近性能,提出了基于MTN的自适应分散跟踪控制方案,该方案不仅保证了跟踪误差在有限时间进入规定的残差域内,也保证了闭环系统中所有信号的有界性。最后,理论分析和仿真实例分别说明了控制系统的稳定性和控制设计方案的适用性。研究结果表明,本文所设计的三种跟踪控制方案不仅实现了精准有效的控制要求,也为更一般的系统跟踪控制研究开拓了新的思路与方法。