两轮自平衡小车是一个典型的复杂系统,但其本身又不是非常复杂。其动力学系统具有多变量、非线性、强耦合、参数不确定等特性,其运动环境、控制任务复杂,在完成平衡控制的同时,还要完成路径规划、路径跟踪等任务。因此,两轮自平衡小车是学习和研究各种控制方法的理想实验平台。变结构控制在滑动模态时具有鲁棒性强的特点,应用于复杂的两轮自平衡小车系统控制将有很大优势,但相关研究较少。本文着重设计了两轮自平衡小车系统的连续和离散时间系统变结构控制器,并着重讨论了采样周期对控制效果的影响,为实现计算机控制提供参考。　　 具体工作主要有如下几点:第一,通过分析和借鉴国内外两轮自平衡小车的结构组成,参与设计了两轮自平衡小车控制系统的硬件及软件,并对自平衡小车的机械结构和硬件提出了改进建议,以发挥小车作为控制理论验证平台的潜力。第二,基于线性二次型最优控制设计了变结构控制的切换函数,并据此为两轮自平衡小车设计了连续和离散时间系统的变结构控制器。第三,为了抑制抖振,在连续变结构控制中采用了准滑动模态的方法,在离散变结构控制中采用了一种改进的指数趋近律方法。第四,着重研究了变结构控制的采样周期变化对系统响应的影响,为计算机控制系统采样周期的选取提供了依据。