欠驱动系统是控制输入小于系统自由度的一类系统，通过少量的控制输入控制较多自由度的运动，在降低系统造价，节约能量方面有着非常重要的意义。欠驱动系统的应用非常广泛，实际中很多系统都具有欠驱动特性，如直升飞机，水下机器人，以及三相电压型PWM整流器等等。　　本文研究的2DTORA(2-dementional Translational Oscillator with Rotational Acuator)系统是一类欠驱动系统，由-个旋转运动的质块和两个可作两自由度平移运动的内外相嵌的小车组成。整个系统中质块是驱动的，两个内外相嵌的小车是非驱动的，通过对质块施加一定的转矩从而控制质块和两个小车达到期望的平衡位置。　　首先，基于拉格朗日方程，建立2DTORA的动力学模型，通过检验动力学系统在平衡点的能控性矩阵秩条件，得到了系统的能控性条件。在Matlab/Simulink和ADAMS环境下分别建立系统的数值仿真模型和虚拟样机模型，对所建立的数学模型和虚拟样机模型分别进行了仿真分析。　　接着，分别采用了两种滑模变结构控制方法对2DTORA设计了控制器。第一种方法是解耦滑模控制方法，将系统分解为一个主要子系统和若干个次要子系统，次要子系统以参数的形式存在于主要子系统中，通过对主要子系统设计控制器使主要子滑模面趋近于零，从而实现对整个系统的稳定控制；为了使系统在不同平衡点都能实现稳定控制，对质块的期望转角在不同位置时进行了讨论。第二种方法是极点配置滑模控制方法，对系统动力学在特定的平衡点附近近似线性化，然后采用极点配置的方法得到总滑模面的各项系数，以保证在总滑模面为零的时候系统稳定，最后设计控制输入使总滑模面趋近于零，从而使各状态变量趋近于期望值；为了使系统在不同平衡点都能实现稳定控制，对系统在多个平衡点求近似线性化模型，并计算得到滑模面的模糊动态模型，从而使系统在不同的平衡位置都能够得到更加准确的控制输入。基于Lyaptmov的方法计算得到两种滑模控制器的控制输入，在Matlab/Simulink下分别对两种控制器与2DTORA组成的控制系统进行了仿真实验研究，并对2DTORA的能控性条件进行了仿真验证，仿真实验结果证明了分析和设计结果的正确性。　　最后，对所设计的2DTORA两种滑模变结构控制器建立了ADAMS和Matlab联合仿真系统，联合仿真系统由ADAMS下的2DTORA虚拟样机模型和Matlab/Simulink下的控制系统组成，并对采用ADAMS和Matlab联合仿真和单独采用Matlab仿真的结果进行了分析。对比仿真结果表明，单独采用Matlah的仿真结果和采用ADMAS和Matlab联合仿真的结果具有一致性。