Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Modellbildung und der Regelung von Schaufelradbaggerauslegern. Die Schaufelradbagger stellen eine besondere Art komplexer Maschinensysteme dar, die im Braunkohletagebau eingesetzt werden. Der Schaufelradausleger ist hierbei als dreidimensionaler elastischer Balken nach der EULER-BERNOULLI Balken-Hypothese modelliert. Durch den Erhalt von Termen höherer Ordnung in den nichtlinearen Relationen zwischen Verschiebung und Verzerrungen, sind Kopplungseffekte höherer Ordnung der gesamtheitlichen Verschiebung und der flexiblen Deformation mitberücksichtigt. Bei der Modellierung der geometrischen Nichtlinearität des dreidimensionalen elastischen Balkens wurde weiterhin die zusätzliche Elastizität von Hebekabeln miteinbezogen. Komplexere Bewegungen, speziell die geführte Bewegung in Kombination mit Grabkräften wurden aufgezeigt und diskutiert. Die Elastizität des Auslegers wurde in Bezug auf die Interaktion zwischen Schneidewerkzeug (Baggerschaufel) und Oberflächenmaterial berücksichtigt. Einflüsse von Kopplungen höherer Ordnung zwischen flexiblen Deformationen, Förderseilen und Grabgegenkräften auf das dynamische Verhalten des Schaufelradauslegers werden mithilfe intensiver Simulationsstudien dargestellt. Dynamische Phänomene, die sich aus den geometrischen und dynamischen Kopplungen höherer Ordnung ergeben, die der geführten Bewegung und den Grabgegenkräften ausgesetzt sind, wurden im Detail analysiert. Die destabilisierenden Einflüsse, die zu großen Deformationen des Systems führen, beruhen auf den oben genannten Kopplungen, werden in den Simulationsergebnissen gezeigt. Das entwickelte Model sowie die damit verbundene Abbildung des dynamischen Systems liefert somit eine gute Basis für weitere Untersuchungen der Systemstabilität in Zusammenhang mit den Grabgegenkräften. Das nichtlineare dynamische System des Schaufelradauslegers wird durch ein erweitertes lineares System mit Nichtlinearitäten eines passenden fiktiven Modells für die Ansteuerungsanalyse und Designzwecke approximiert. Ein PI-Beobachter wird basierend auf diesem erweiterten linearen System eingesetzt, der alle Zustände des Systems schätzen und das Zeitverhalten der Nichtlinearitten rekonstruiert. Von diesem Standpunkt aus ist die beobachtergestützte PI-Zustandsregelung in Kombination mit einer Störungs- Kompensationsregelung realisiert. Drei Störungs-Kompensationsregelungsansätze bestehen aus dem statischen Ansatz, dem Davison Ansatz und dem erweiterten Ansatz nach dem Davison wurden zur Kompensation der Nichtlinearitäten diskutiert. Anhand von Simulationsbeispielen wird die effiziente Unterdrückung von Vibrationen und der Systemstabilisierung des Schaufelradbaggers während des Grabprozesses gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Davison Ansatz und der erweiterte Ansatz nach dem Davison die dynamische Verbesserung des Schwingungsverhaltens sowie Stabilisierung des Schaufelradbaggers gewähren können. Demnach kann die Produktivität und somit die Ertrag des Schaufelradbaggers erhöht werden.