欠驱动机械系统的执行器的数量少于需要控制的自由度,因此,许多传统的非线性控制方法并不能直接适用;且由于在实际工程应用中,被控对象普遍存在未建模动态、模型不确定性以及外部扰动等不可控因素,因此,是否对这些不确定性具有较强的鲁棒性对于其控制算法来说极为重要。滑模变结构控制本质上属于非线性控制,可分为趋近阶段和到达阶段,其响应快速、对系统不确定性具有优秀的鲁棒性能。文章结合非线性干扰观测器对系统不确定性进行估计,以及终端滑模函数有限时间收敛的思想,针对一类欠驱动系统的跟踪和稳定控制问题,分别设计了两种新型终端滑模控制算法;针对滑模控制算法中趋近阶段存在抖振以及趋近速率不足的问题,设计了一种新型的改进趋近律,其研究内容主要如下:考虑一类四阶欠驱动系统,针对其强耦合特性,以及跟踪控制中精确度和趋近速率不足的问题,提出一种基于非线性干扰观测器的解耦全局快速终端滑模控制,将四阶系统拆分为两个二阶子系统,引入一个中间变量分别设计全局快速终端滑模面,设计了一种改进的双幂次趋近律,利用等效控制法以及模糊双幂次趋近律求解系统的控制律;同时为消除系统扰动对控制效果的影响,设计了一种双曲正切非线性干扰观测器估计系统的不确定性以及干扰并补偿给控制器。通过实现一级小车倒立摆系统的跟踪控制仿真,对比其他控制算法,所提控制方案具更加有优秀的控制性能。考虑一类四阶欠驱动系统,针对其强耦合特性,以及稳定控制中存在抖振和趋近速率不足的问题,提出一种基于非线性干扰观测器的解耦时变快速终端滑模控制策略。结合解耦算法,分别利用一个关于系统状态的非线性函数计算时变参数,设计各子系统的滑模面。控制器采用改进的时变快速终端滑模控制算法,实现两个子系统分别在固定时间趋近于平衡点;同时使用双曲正切非线性干扰观测器消除系统扰动对控制效果的影响。最后将该方法应用于小车倒立摆系统的稳定控制中,相较于现有的解耦滑模控制算法,从对比仿真结果以及通过数值分析,可以验证其有效性及优越性。考虑到滑模变结构控制中不可避免存在抖振,针对如何在抑制抖振的同时保证趋近阶段的快速收敛问题,结合双幂次和快速幂次趋近律分别在远离和接近平衡点时的优点,提出一种分段快速多幂次趋近律。通过引入一个非线性函数,将此用到了趋近律的指数项设计中,使得系统在趋近过程中的各个阶段都能实现快速收敛,具有固定时间收敛特性。当系统存在模型不可测参数和外部干扰时,该趋近律能够实现滑模面在有限时间内收敛至稳态误差界。并将该方法应用于小车倒立摆系统的稳定性控制中,通过对比仿真和数值分析,可以验证其有效性及优越性。最后,针对文章在一类欠驱动系统中的滑模控制研究进行总结概括,并指出文章的研究内容存在的不足以及可以改进的研究方向。