随着机电系统的复杂程度和控制要求的不断提高，需要运用控制效果更高的现代控制算法设计控制器，这就必然需要知道系统的模型。然而对于复杂系统，很难建立系统的精确数学模型，但通常拥有大量与这类系统相关的实验数据，以及专家的经验知识。在这些前提下，如何实现这类系统的建模成为控制中迫切需要解决的难题。本文首先推导了一种线性子空间辨识方法，该方法不依赖于系统的任何先验知识，完全通过输入输出数据辨识系统模型，在实际应用中得到非常广泛的应用，仿真和实验验证了该方法的有效性。然后给出了一类高性能前馈逆动力学控制方法。该方法基于模型和反馈控制，是对反馈控制性能的进一步提高。首先为系统设定期望输出，然后运用求逆的思想为系统求解一个相应的输入信号。求逆用到的系统模型由辨识得到。仿真和实验验证了该方法比原控制性能得到了很大改进。本文最后提出了一种基于线性分式变换(LFT)的非线性辨识方法。该种方法假设线性部分是已知的，利用系统中各线性模块和非线性模块之间的连接关系，将测量得到整体输入输出信号分解为各模块的输入输出信号，从而求解得到非线性模型。仿真实例验证了该方法的有效性。