控制理论研究成果的不断增多，使许多实际问题有了解决的办法，促进了运动控制方法研究的不断成熟与完善。但目前研究成果多数是基于精确模型的仿真结果，控制系统对复杂数学运算的依赖程度高，而且控制方法也局限于数学理论的研究，对系统最优控制的非线性反馈研究还很少。本文的重点是对欠驱动倒立摆系统的非线性反馈控制进行研究。 第一、二章概述了论文的研究目的和内容，阐述了研究控制方法是机械运动发展的需求，综述了运动控制方法的研究现状。 第三章建立了倒立摆欠驱动机构的非线性动态模型，给出连续系统离散化的处理方法，判别了倒立摆系统的稳定性和可控可观性。 第四章研究了倒立摆系统的控制方法，学习应用最优控制和反馈控制理论，设计了基于亚稳态模型的非线性Fuzzy-LQR控制的简易算法。在抑制倒立摆干扰控制中，给出状态反馈H∞控制的方法。 第五章对倒立摆实物系统进行了实验研究，通过倒立摆系统的稳定性实验和干扰抑制性实验，验证了基于亚稳态模型的非线性Fuzzy-LQR控制的有效性，并给出各控制器的性能对比。 第六章探索了驱动冗余并联机构的控制问题。研究了驱动冗余机构的位置控制方法，建立了动力学方程的形式，探索消除机构内力、提高机构运行速度的控制方法。