在诸如污水处理溶解氧控制过程中等实际的被控系统中广泛存在着各种不确定性和时间延迟等因素，这些因素是导致系统不稳定的重要因素。因此在对这些被控对象进行智能控制时，要充分考虑到这些因素对控制效果所产生的影响。对外界扰动以及对参数变化具有强鲁棒性的模变结构控制在众多的智能控制方法中脱颖而出。目前，滑模变结构控制已经在很多领域中得到了成功的应用，例如：倒立摆的控制、三自由度平面机械手的控制、电力系统的控制等等。本文深入研究了带有不确定性和外界干扰的非线性时滞系统的滑模变结构控制问题。将其与其他的智能控制方法相结合，解决了单一滑模控制在对系统进行控制时所产生的缺陷，并将其推广到切换系统的控制中。论文的研究内容如下：首先，针对现有的滑模变结构控制中存在的问题，在给出传统滑模控制器设计方法的基础上，提出了一种新型的参数自整定滑模变结构控制方法。利用自适应增益以及Sigmoid函数替代传统滑模控制器中的符号函数。本文提出的设计控制器的方法不仅解决了常规滑模控制中出现的抖振问题，而且在保证控制系统良好的动态性能和稳态性能的基础上，也提高了系统的跟踪精度。其次，论文针对一类带有不确定性以及外部扰动的非线性时滞切换系统的控制问题，通过查阅相关的国内外的文献，提出了切换系统的滑模面和各个子系统的滑模控制器的设计方法。利用Lyapunov稳定性理论证明了论文所设计的滑模控制器能够确保系统状态在有限时间内到达滑模面。最后应用LMI工具箱和MATLAB进行了仿真实验，进一步验证了控制器的可行性和有效性。最后，论文将对不确定非线性时滞系统的部分研究成果应用到活性污泥污水处理曝气环节的溶解氧的控制上。并且利用实验平台对PID控制和论文所设计的控制方法进行对比。通过计算机仿真和实验表明，论文提出的控制算法对溶解氧的控制效果明显优于PID对其的控制效果。