本发明提供了一种欠驱动机械系统伺服约束跟踪控制器的设计方法，包括以下步骤：构建含有参数不确定性的欠驱动机械系统的动力学模型，并对该系统中的不确定性进行有效地分解；将该系统所要实现的跟踪性能要求视为伺服约束，构建伺服约束的二阶形式；基于所述构建的动力学模型和二阶伺服约束设计自适应律鲁棒控制器；对构建的自适应律鲁棒控制器进行稳定性分析；对构建的自适应律鲁棒控制器中的主要参数进行调节，并分析控制效果。本发明的欠驱动机械系统约束跟踪控制器的设计可有效处理系统参数不确定性和外界干扰的影响，同时使系统快速稳定并精确跟踪给定的跟踪性能要求。