自平衡控制系统是一类常见的控制系统。它能够在计算机的控制下,通过对系统状态的实时分析,将系统在垂直方向上的角度或水平方向上的位移控制在一定范围内,从而使其保持平衡。自平衡两轮小车是一种欠驱动的典型自平衡系统。与其他同类系统相比,其控制难点在于不仅要保持摆杆在平衡点附近的静态平衡,而且要保持摆杆在运动中的动态平衡。论文重点以自平衡两轮小车为研究对象,在滑模控制的基础上,设计一类新型模糊滑模控制方法,提高了系统在平衡控制过程中的性能。其研究成果对于其它自平衡控制系统具有一定的参考意义。论文的主要研究内容如下：(1)传统分层滑模控制方法能够实现自平衡系统的控制。然而,若其趋近律系数选取不当,会引发抖振现象,从而影响控制性能。为解决该问题,文中设计一种基于反演控制思想的分层滑模方法,并采用模糊控制对趋近律系数进行优化。该方法在保持分层滑模控制器结构简单的基础上提升了控制效果,且能够有效抑制抖振。(2)对于系统中不确定项的处理通常采用固定上界的办法,然而这可能会带来抖振问题。于是文中引入模糊自适应的思想,对系统不确定项进行模糊逼近。鉴于传统方法中线性滑模面斜率取值固定的缺陷,文中利用模糊方法对其进行实时调节,以提高系统的跟踪精度。(3)传统分解滑模控制方法通过引入中间变量同样能够解决系统的平衡控制问题。但该方法与传统分层滑模方法一样,使用的是线性滑模面,无法使系统状态在有限时间内收敛到平衡点。故文中利用终端滑模面取代线性滑模面,设计一种快速终端滑模分解控制方法,并结合模糊推理策略来构造具有时变系数的终端滑模面,以进一步改善控制性能。