Esta tese é sobre a aplicação de controladores sem modelo em sistemas mecatrônicos. Na primeira abordagem, um controlador com modelo ultra local e estimador algébrico é considerado. Três aplicações são apresentadas: duas com sistemas mecatrônicos reais e uma com um modelo realista de veículo utilitário. O controle é considerado para estabilizar um pêndulo invertido com roda de reação e estabilizar e rastrear trajetórias desejadas em um helicóptero com dois graus de liberdade, bem como para controlar a aceleração (motor e freio) da malha interna do controle de cruzeiro adaptativo. Na segunda abordagem, o controle de busca extremal é utilizado, em conjunto com funções de navegação, para resolver o problema de busca de fonte em ambientes poluídos com obstáculos arredondados. Em ambas as abordagens, aplicações práticas são consideradas para validar as estratégias propostas, cenário que condiz com a minha carreira de docente e pesquisador na Escola Politécnica da USP -- uma carreira norteada por trabalhos práticos.

This thesis is about the application of model-free controllers on mechatronic systems. The first approach considers a controller based on an ultra-local model and algebraic estimation. Three applications are shown, two with real mechatronic systems and one with a realistic model of a vehicle. It is considered the stabilization problem of a reaction wheel inverted pendulum and the stabilization and tracking of a two-degrees-of-freedom helicopter, as well as the control of the inner loop of the adaptive cruise control. In the second approach, extremum seeking control is used, together with navigation functions, to solve the problem of source seeking in environments polluted with round obstacles. In both approaches, practical validations are carried out, which is in line with my research/professor career at Escola Polit´ecnica of USP -- a career guided by practical works.