在如今高速发展的科技时代中,机械臂在制造业、农业、医疗业等都得到了广泛的应用,与之相关的机械臂控制技术研究也自然成为了学者们着重关注的方向。为了完成任务,机械臂通常需要在给定的时间内精准地按照预定的轨迹运动,也因此轨迹跟踪问题成为了机械臂控制技术研究中关键的一点。外部干扰作为影响机械臂轨迹跟踪性能的主要因素,当其可以被检测到时,前馈方法可以很好地减弱干扰带来的影响。然而,外界干扰通常难以测量,所以对机械臂扰动处理研究也自然成为了众多学者关注的热点。本文以机械臂作为研究对象,利用滑模控制、反演控制、以及自适应控制等作为控制方法,对其产生的扰动问题进行处理研究,主要有如下三个研究内容:第一,针对外部干扰存在的机械臂系统,设计了一套基于自适应的非奇异终端滑模控制策略,同时考虑到外界未知扰动上限的获取比较困难,在上述方法的基础上提出了含低通滤波器的非奇异终端滑模控制方案,使跟踪误差在有限时间内稳步趋近于零,并有效解决系统存在的抖振现象。其次,结合李雅普诺夫函数进行系统稳定性的证明,最终通过仿真证明了该方法的可行性。第二,针对外界未知扰动存在的机械臂系统,先利用非线性扰动观测器进行扰动处理,且将观测的结果作为反演滑模控制器的输入,从而保证系统的跟踪误差能够渐近收敛到零。其次,结合李雅普诺夫函数进行系统稳定性证明,并最后利用实验仿真验证了该方案的可行性。第三,针对机械臂系统,考虑到其存在外界环境干扰与未建模动态误差等扰动问题,首先提出了一套有限时间的扰动观测器。其次,在对扰动处理的基础上研究了一种基于双幂次趋近律的反演滑模控制策略,保证了系统的跟踪误差在有限时间内趋于零并减少滑模引起的抖振问题。然后,使用李雅普诺夫函数进行了该系统稳定性的证明,最终通过仿真证明了该控制方案的可行性。本文针对外界未知扰动存在的机械臂系统,采用了自适应、滑模控制、反演控制、双幂次趋近律等方法对其进行轨迹跟踪控制,使系统跟踪误差在有限时间内趋于零并保证系统的稳定,且通过仿真进行验证。