机器人作为一种流行的具有多输入输出,高度非线性,高精度的强耦合系统,近年来受到越来越多的关注,尤其是工业机器人的软硬件技术愈加成熟,其广泛应用于各个领域,可以大幅度的节约人力成本,提高作业精度,而机械臂作为机器人的一种,应用领域涉及到工业生产制造,军事,航天,医疗救护等,因此机械臂的控制也逐渐引起了人们的关注。由于机械手实际工作环境的复杂性,往往受到传感器信号采集和传输、控制器计算、制动驱动等方面的干扰,可能导致系统出现时间延迟的现象。并且在机械臂的工作过程中速度,角度位置等参数是无法通过传感器测量得到的,因此机器人机械臂系统的状态观测器的设计具有重要现实意义。本文主要针对机器人系统研究其有限时间镇定问题以及时滞问题,并得到相应的控制结果,具体内容包括以下几部分:（1）基于观测器的不确定机器人系统有限时间鲁棒镇定控制研究。针对机械臂系统包含的参数不确定性以及环境扰动等问题,讨论了系统关节角度受限和角度不受限两种情况,通过正交分解给出了其等价Hamilton模型,设计了系统的状态观测器,并利用李雅普诺夫稳定理论以及扩维技术分别对含参数扰动及不含参数扰动的机器人系统设计了鲁棒控制器,最后给出了有限时间鲁棒镇定控制结果,并利用Matlab中的Simulink工具箱搭建平台,设置机械臂系统的相关参数并进行调试,验证理论证明的有效性。（2）基于状态观测器的时滞机器人系统的有限时间鲁棒镇定控制研究。结合机械臂系统在实际工作环境中存在的时滞现象以及参数不确定性问题,首先将机械臂系统转换为端口控制哈密尔顿量（PCH）模型,并结合系统状态延迟项,然后通过扩维技术将PCH模型与观测器系统组合形成一个新的系统,在此基础上为其设计观测器,给出有限时间镇定结果,确保系统在受到外部环境干扰时能够快速收敛,且鲁棒性能较好。（3）为了验证设计的有限时间控制器的合理性,首先通过几何构建、添加约束和驱动以及建立状态变量等步骤完成机械臂系统的虚拟样机的构建,然后利用ADAMS和MATLAB构建实验仿真平台,设置实际机械臂系统的运动参数,结合已搭建的虚拟模型实现仿真,并根据系统的要求在MATLAB中算出数据,利用样条函数驱动模型动作,得到实验结果表明本文设置的控制器具有良好的控制效果,能够满足系统的要求,达到预期的观测位置并在有限时间内收敛。综上所述,本文考虑了机器人系统实际工作环境的复杂性,综合了外部扰动,时滞,参数不确定等实际问题,针对机械臂生产的控制需求,设计满足符合要求的有限时间控制器,提高了系统的控制精度和抗干扰能力,为机器人系统镇定控制提供了更为有效的设计方案。