两轮机器人是一类非完整系统，具有结构简单、运动灵活的特点。此类动力学系统由于具有多变量、非线性、强耦合、时变、参数不确定性等特点，加上运动学方程中的非完整约束，使其成为验证各种控制算法的理想平台。本文旨在探讨两轮机器人控制方法相关问题，本文的主要工作如下：　　 首先，建立了两轮机器人物理系统。对机器人的整体结构和对电气系统的各相关模块进行了简单介绍；接着采用牛顿力学方法对机器人的数学模型进行了分析，并对机器人模型在平衡点附近进行了线性化及解耦，进而验证机器人的可控性和可观性。　　 其次，针对两轮机器人的平衡控制问题采用滑模策略设计了平衡控制器。在仿真实验中使用所设计的控制器，对滑模控制器的效果进行了研究，并对机器人在模型参数变化情况下的控制效果进行了研究，仿真结果表明所设计的滑模控制器具有良好的鲁棒性能；针对两轮机器人实际上为离散化系统这一特点，设计了机器人离散滑模控制器，并采用改进的趋近律重新设计了控制器，仿真结果表明系统抖振得到明显抑制。　　 再次，针对两轮机器人的直线速度跟踪和转向速度跟踪问题进了研究，采用滑模控制策略设计了速度跟踪控制器。并进行了仿真实验的验证，证明采用滑模控制策略设计的控制器能够有效的解决两轮机器人速度跟踪问题。然后研究了两轮机器人的轨迹跟踪问题，设计了反演滑模控制器，并进行了仿真实验，仿真结果表明了该控制器的有效性。　　 最后，针对姿态检测系统中的倾角仪、陀螺仪、光电编码器的工作特点设计了姿态的检测方法，包括倾角仪与陀螺仪的比例系数校正方法以及陀螺仪零位电压的校正方法。并编写系统控制程序实现了两轮机器人的平衡控制。