随着社会的快速发展和科技的不断创新,人们在对系统的动力学特征有了更为深入的认识和了解的同时,对系统性能的要求也逐渐提升。其中,包含在最优控制中的一个重要分支,即有限时间控制,近几十年来已经成为了控制领域的主要研究课题。诸多实际情况均需要系统满足有限时间稳定的性能,如:紧急刹车时希望车辆可以尽快停下、追捕问题中的快速捕捉目标、导弹迅速击毁运动中的战斗机、亦或是发射人造卫星等任务均需要在有限时间内完成。因此,从某种程度上说,有限时间控制问题的研究不仅具有理论意义,而且拥有一定的应用价值。众所周知,几乎大部分实际模型均为非线性的,所以此类系统成为了本论文的主要研究对象。在仔细研读和总结前辈所做工作的基础上,本文主要采用backstepping,神经网络,模糊逻辑系统,H∞理论,加幂积分,动态面等控制技术,研究了诸如严格反馈、纯反馈、非严格反馈等几类常见非线性系统的有限时间和预设有限时间控制器设计问题,这是本文一个重要的研究内容。现如今是一个网络快速发展的时代,随着用户量的与日俱增,为了保证人们的生活质量和工作效率,在互联网中一直存在一个亟待解决的问题,即如何避免网络拥塞、提升网络性能。目前,互联网中广泛使用的协议仍是端到端的传输控制协议（Transport Control Protocol,TCP）。为了保证数据传输队列收敛到期望的设定值,通常采用主动队列管理（Active Queue Management,AQM）算法,而不是被动队列管理算法（Passive Queue Management,PQM）,这是因为PQM易产生死锁、满队列和全局同步等问题。通过探究TCP/AQM网络系统,便可实现网络资源合理分配、避免堵塞和稳定可靠的网络运行。这里,拥塞控制主要指的是在保证网络效率的同时,采取一定的措施把拥塞发生的可能性降到最低,或者在发生拥塞后也能使网络系统及时恢复到正常运行状态,后者与有限时间的控制思想不谋而合。因此,如何将非线性系统预设/有限时间控制技术很好的应用到TCP/AQM网络系统,解决其拥塞问题,则是本文的另一项重要研究内容。主要内容安排如下。概述了有限时间控制和网络拥塞控制两种方法的发展现状,简要介绍和总结了一些基本概念、引理、模型及常用不等式。研究了一类具有外部扰动的严格反馈非线性系统的有限时间H∞控制问题。采用加幂积分技术、backstepping方法和H∞控制理论,推导了系统有限时间稳定的充分条件,给出了相应控制器的设计过程,并将所提方法应用到了TCP/AQM网络中,实验结果验证了该方法的有效性和可行性。研究了一类不确定非线性系统的半全局实际有限时间控制问题。通过结合加幂积分方法和动态面控制技术,得到了一个低复杂性的控制器设计过程,并且给出了系统半全局实际有限时间稳定的充分条件。所得结果在数值算例和TCP/AQM网络实验中均得到较好的验证,以此说明该方法的可行性和优越性。在输出约束下,研究了一类非严格反馈非线性系统的自适应模糊和神经网络预设有限时间控制问题。受预设性能控制思想的启发,提出了一个新的性能函数,叫做预设时间性能函数。针对这个定义,给出了一种预设时间性能函数的显式形式。同时,定义了一个新的概念,称为实际预设有限时间稳定性。在此基础上,通过结合自适应控制、模糊及神经网络逼近技术和backstepping方法,进而得到一个新的有限时间稳定的充分条件,并在数值算例、TCP/AQM网络以及机电系统中验证了所提的控制方法,结果表明了其可行性。在系统状态受限条件下,考虑了一类严反馈系统的自适应模糊有限时间控制器设计问题。首先,提出了另一个新的预设时间性能函数。此函数具有更加灵活的调节空间。然后,通过坐标变换得到了一个新的非仿射系统。采用引入仿射量的方式构造虚拟控制器,从而获得实际有限时间稳定的充分条件。最后,两个仿真实验较好的解释了所设计方法的可行性和有效性。研究了一类具有全状态受限的纯反馈非线性系统预设有限时间控制问题。基于新的预设时间性能函数,提出了一个改进的barrier Lyapunov函数（BLF）。接下来,利用中值定理和改进的BLFs,设计了具有全状态约束的预设有限时间反馈控制器,使得系统状态的稳态和暂态性能可提前配置。在仿真实验中,通过考虑六种不同的情况来证明所提方法的设定时间与初始条件和设计参数均无关,可灵活调整。并将所得结果应用于TCP/AQM网络拥塞控制中。研究了一类时滞非线性系统的自适应神经网络预设有限时间量化控制问题。通过利用直接自适应技术以及改进的BLFs,实现了系统有限时间稳定的控制目标,并给出了控制器的设计方法。所得方法分别在数值算例和化学反应系统中得到了应用,仿真结果说明该技术的可行性和有效性。简要总结了本论文的主要研究工作,并指明了未来的研究方向。