Рассматривается проблема отслеживания программных траекторий рабочим органом манипулятора. Разработана процедура приведения модели механической системы к блочной форме управляемости относительно выходных переменных, описывающих пространственную ориентацию рабочего органа. Полученное выходное отображение позволяет использовать блочный принцип и декомпозировать задачу синтеза управляющих моментов на независимо решаемые элементарные подзадачи. Данный подход не требует решения обратных задач кинематики и динамики в реальном времени.. Разработаны методы прямого управления выходными переменными в условиях определённости и неопределенности входных каналов управления. Приведены результаты моделирования разработанных алгоритмов для двухзвенного плоскостного манипулятора.