机器人系统是一类高度复杂的非线性与强耦合动力学系统,其高精度轨迹跟踪的鲁棒控制一直是控制领域的热点研究问题。滑模控制具有对未建模动态与外部扰动不敏感的优点,且具有易于实现、结构简单和强鲁棒性等特性,滑模控制在不确定机器人运动控制中得到了广泛的应用。由于机器人轨迹跟踪滑模控制的不确定部分含有关节加速度信息,故现有的终端滑模控制和快速终端滑模控制都存在代数环问题。因此,本文针对不确定机器人系统的高精度轨迹跟踪问题,提出了以下几类不同的滑模控制方案。具体的内容如下:针对现有的机器人轨迹跟踪滑模控制的代数环问题,第三章发展了无代数环和奇异性问题的不确定机器人轨迹跟踪线性滑模和终端滑模控制方案,详细分析了两类滑模控制在同等条件下的收敛特性,给出了终端滑模控制的具体收敛时间,为机器人轨迹跟踪滑模控制解决代数环问题提供了一类可选的方案。第四章提出了一种对小误差具有放大功能的类指数函数与基于该函数的终端滑模控制方案;理论证明了所提出的终端滑模控制使系统状态轨迹可以在有限时间内收敛到滑模面,然后机器人轨迹跟踪位置误差沿所提出的终端滑模面在有限时间内收敛到原点的邻域内,随后渐近稳定地收敛到原点;获得了具有显式的轨迹跟踪系统的收敛时间。相比较于传统终端滑模控制,所提出的滑模控制具有更好的收敛性能且保有结构简单和易于实现的优点。第五章发展了一类基于第四章提出的类指数函数的快速终端滑模控制方案;该方案将所提出的快速终端滑模面和指数到达律结合分别从滑模控制的到达阶段和滑模阶段的角度出发进一步改善机器人轨迹跟踪滑模控制的收敛性能。相比较于第四章提出的终端滑模控制,所提出的快速终端滑模控制具有更快的收敛速度。针对有限时间滑模控制的收敛时间是依赖于系统初始状态的有界时间函数,第六章提出了一类机器人轨迹跟踪固定时间滑模控制方案;在该方案中,所提出的固定时间滑模控制使系统状态轨迹可以在固定时间内收敛到所提出的滑模面,然后机器人轨迹跟踪位置误差沿所提出的固定时间滑模面收敛到零。相比较传统的滑模控制,所提出的固定时间滑模控制具有更好的收敛性能。应用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论以及有限时间和固定时间稳定性理论证明了上述所提出的各类滑模控制的有限/固定时间稳定性。机器人系统的数值仿真和实验验证了上述方法的有效性和先进性。