近年来,因机器人在工业制造、深海探测以及航天航空等领域内发挥着重要的作用,其控制问题亦成为学术界的研究热点之一。本文将非奇异终端滑模、自适应技术以及有限时间稳定性理论相结合,研究了n关节刚性机械臂系统的轨迹跟踪控制问题。本文主要工作概括如下:（1）针对包含内部不确定和外部干扰的n关节刚性机械臂系统,基于非奇异终端滑模实现对参考轨迹的跟踪。首先,提出了一种包含反正切函数的新型非奇异终端滑模（ATNTSM）,然后根据该滑模设计出一种ATNTSM控制律以确保刚性机械臂系统的状态可在有限时间内收敛到零。此外,将控制律中符号函数替代为饱和函数以获得连续的控制律,从而消除抖振现象。最后,基于二自由度刚性机械臂实例仿真验证了所提出算法的有效性。（2）针对带有死区的机械臂系统,提出了一种自适应无抖振快速非奇异终端滑模方法,实现了对参考轨迹的跟踪。首先,为了确保轨迹跟踪误差能够在有限时间内收敛到零,设计了一种快速非奇异终端滑模控制器。其次,通过引入边界层技术去除了原控制律中不连续因素的影响,从而消除了抖振现象。进一步,考虑到在实际系统中存在内部参数不确定性和外部扰动,通过引入自适应技术估计扰动上界并补偿之。最后,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性。（3）针对存在参数摄动、外部力矩干扰以及非线性摩擦等不确定性的n关节刚性机械臂系统,提出了一种基于高阶滑模观测器的机械臂轨迹跟踪方法。首先,考虑到机械臂各关节角速度不可测,设计了一种高阶滑模观测器以观测该机械臂系统的角速度信号。其次,利用该观测值构造了快速非奇异终端滑模面,并借助于有限时间稳定性理论设计了快速非奇异终端滑模控制器。最后,基于Lyapunov函数证明了该机械臂系统的轨迹跟踪误差能够在有限时间内收敛到零,并通过数值仿真验证了该方案的有效性。