柔性关节机器人广泛应用于生产实践,其跟踪控制是现代控制理论与工程的热点.然而,由于具有强非线性、多自由度和高耦合性和严重的不确定性,其控制设计和分析往往具有较大的挑战性,导致许多具有重要科学意义和实际应用价值的控制问题尚未解决.本文针对现有理论结果的不足,研究三类典型柔性关节机器人系统的实际跟踪控制问题.与现有文献对参考信号的一般性及可测量性,不确定性的严重性有较强的限制不同,本文所研究的三类系统都含有扰动,绝大多数的系统动态矩阵是未知的且不必有已知标称部分,同时参考信号不必是高阶连续可微且其导数无需反馈.此外,在对系统不确定性和参考信号较弱的限制下,本文还考虑输入死区和饱和两类输入约束,提高控制结果的安全特性,从而建立不确定柔性关节机器人系统实际跟踪控制的新框架.具体地,首先针对一类带有变刚度执行器的不确定柔性关节机器人,将自适应动态补偿技术融入矢量反演框架中,通过巧妙地选取自适应律和虚拟控制（不含有参考信号）有效克服系统严重不确定性和对参考信号的严格限制.在此基础上,考虑系统输入存在死区非线性,解决一类具有更严重不确定性的自由飞行柔性关节空间机器人的实际跟踪控制问题.然后,针对一类具有输入饱和约束直流电机动态的不确定柔性关节机器人系统,将自适应动态补偿技术、指令滤波器构造方法和执行器饱和辅助系统相结合融入到矢量反推框架中,在克服系统不确定性和饱和约束的同时,还解决传统反推方法所导致的复杂性爆炸问题.针对三类系统所设计的控制器保证闭环系统的所有状态都有界且系统输出实际跟踪到给定的参考信号.最后,仿真验证理论结果的有效性.