不稳定两轮车作为机器人运动载体在机器人的位置和姿态精确运动领域具有无可比拟的优越性,当然这是以增加控制复杂性来换得的。为了进一步研究的需要,与同学合作初步组建了该机器人载体实验平台,并独立完成对两轮机器人载体的数学模型进行仿真分析与结构优化。本文将变结构控制运用于机器人的运动控制,对变结构控制器的设计作了下列研究:从控制要求出发将载体位置控制和姿态平衡稳定控制进行了分离;研究了抖动从滑动面向输出状态变量的传递与滑动面参数设计的关系;提出并研究了变结构控制作用U和抖动以及系统状态运动的空间矢量分解问题,目标是保留鲁棒性的同时消除变结构控制的抖振,同时找到了一种实现方法,效果良好。传统变结构控制设计方法总是以牺牲系统的鲁棒性为代价来消除抖振,本文首次采用对系统运动进行空间分解的方法使二者得到统一,对变结构控制器的工程运用必定产生有利推动。