对于实际的工业生产控制系统,非线性特性是普遍存在的,例如化工搅拌釜、加热炉等系统,常规线性控制方法往往难以直接应用于非线性动态系统的控制器设计,因此对非线性系统控制问题的研究在理论和应用方面都具有非常积极的意义。非线性系统控制的一大难点在于难以消除非线性项对系统的影响,U模型方法可以将一类非线性系统转化为多项式和的形式,将多项式和视为一个伪控制量,进而得到一个线性系统,实现了从非线性系统到线性系统的转化。本文基于U模型方法研究了一类非线性动态系统的控制问题,研究工作如下:（1）.针对一类非线性动态系统,将改进的广义预测控制算法（JGPC）与U模型方法结合,设计了一种基于U模型的改进广义预测控制算法（UMJGPC）,UMJGP C可直接用于非线性系统控制,且运算量更小。数值仿真实验验证了该方法的有效性。（2）.在上述工作基础上,为了改善系统的控制表现,设计了一个并行控制框架。该框架在UMJGPC的基础上引入了一路单神经元PID（SNPID）控制量用于改善系统控制表现,并将UMJGPC控制量与SNPID的控制量线性组合作为被控对象的实际控制量;为了避免较大的初始误差使系统产生过大超调,使用跟踪微分器（TD）对SNPID的给定信号进行预处理。一个单输入单输出（SISO）实际生产系统和一个双输入双输出非线性动态系统的仿真实验验证了所设计控制框架的有效性。（3）.针对大部分非线性系统都难以动态求逆和动态逆方法鲁棒性较低的问题,设计了一种基于U控制框架的滑模控制算法（USMC）,并对该算法的稳定性进行了证明,USMC设计方便,对系统模型要求不高,还可以自主指定系统动态表现,仿真结果表明,USMC与一种基于扰动观测器的鲁棒控制（UDERC）算法相比,US MC不仅拥有与UDERC相近的鲁棒性,而且表现出更强的抗干扰能力。