非线性系统的输出调节问题(又叫伺服补偿问题)作为控制论的一个重要分支一直以来得到了广泛的关注.通过引入伺服补偿器(又叫内模单元)能够使系统达到渐近稳定,所以一直以来被认为是解决输出调节问题最有效也是应用最广泛的手段.本文采用内模原理研究了最小相位系统输出反馈情况下的实际调节问题,自适应输出调节问题,非最小相位系统的输出调节问题,以及基于高增益观测器的分离原理.取得了如下创新性成果：1.针对存在内模扰动的一类最小相位非线性标准型系统,首次提出向量李雅普诺夫函数方法来解决实际输出调节问题.该方法可以保证系统的稳态调节误差上界是内模扰动的一次线性函数,因此相比于标量二次型李雅普诺夫函数大大降低了所得稳态误差的保守性.并且引入了控制器设计参数调节机制,从而解决了此类系统的实际调节问题.2.针对外部系统存在不确定参数的一类最小相位非线性标准型系统,提出了一种新型自适应调节器并达到了半全局(semiglobal)的渐近调节.本文提出的自适应内模不仅适用于均衡实现内模,更适用于能控规范型内模,当使用能控规范型内模的时候,在线估计的参数较使用均衡实现内模时可以减少一半,并且可以通过使用缩放因子使被估计的参数范围任意调整,从而增加了数值稳定性.并且,此处的半全局的渐近调节是在对系统参数进行自适应估计时缺少持续激励(Persistent Excitation)的情况下达到的.当存在持续激励的情况下,系统原点是半全局渐近稳定和局部指数稳定的.3.针对缺少持续激励情况下的自适应系统,建立了一种新的基于高增益观测器的分离原理.现有的基于高增益观测器的分离原理都要求状态反馈下的闭环系统存在一个渐近稳定的不变集,然而当内模的部分模式被激励(即自适应系统缺少持续激励条件)的情况下,这样的不变集是不存在的.本文首次建立了在缺少持续激励情况下的自适应系统,基于高增益观测器的非局部的非线性分离原则.通过调节输出反馈自适应调节器的参数,可以使所形成的系统状态轨迹接近于状态反馈下的理想滑模控制器所形成的轨迹.4.针对提出的自适应调节器,在引入内模扰动的情况下,通过三重时域方法建立了自适应实际调节.这里需要内模的所有模式是激活的,并且对内模增加了可观性要求.本创新点是多重时域方法在非线性实际调节问题的一个新应用.5.针对一类非最小相位非线性标准型系统,本文提出了条件积分器方法来达到半全局的渐近调节.本文将这个问题归结为两个辅助性问题,并且利用奇异扰动方法推导出这两个辅助性问题可以被同时求解.而且,推导出在解决非最小相位系统的输出调节问题中,新增的辅助控制器的选择可以独立于内模参数的选择,这个结果大大简化了非最小相位系统的输出调节问题的求解.6.将针对最小相位非线性系统的条件伺服补偿器扩展成可以处理非最小相位非线性标准型系统伺服补偿问题的调节器.区别于处理最小相位系统,这里主要添加了一个辅助控制器来镇定系统的零动态.并且通过建立本文提出的向量李雅普诺夫函数,得到当存在内模扰动时,系统的稳态误差为内模扰动的线性函数.