不稳定两轮小车从本质来说近似于不稳定的机器人,它具有以下特性:多变量、非线性、耦合性强、时变、参数不确定性等特性。在模拟机器人的位置和姿态控制领域具有很强的对比性;此外由于其属于非线性系统以及输出受限等现实情况的制约,使得传统的控制理论遇到极大困难,因此研究两轮不稳定小车有着很高的理论价值以及对以后机器人的研究有着极其重要的指导意义。本文首先介绍了两轮移动机器人的发展现状,基于其现状及以往的工作成果,介绍了系统建模的过程,分析引入了系统的非线性状态方程和线性状态方程。对模型的线性状态方程进行了系统性能分析,并设计了变结构控制器:等速趋进律控制器、指数趋近律控制器、准滑动模控制器。本文采用自适应神经模糊控制器对小车这一非线性对象进行大范围控制,其主要功能是快速拉进小车接近小角度范围。然后控制策略切换到最佳的准滑动模态控制器。由于其大范围的控制策略是由模糊控制来执行,减少了控制器对模型的依赖。而在小范围内,滑模控制减少了模糊控制器在平衡位置的振荡。而且两种控制策略在各自的区域都有很强的鲁棒性。