欠驱动机械系统是指系统的独立控制变量个数小于系统自由度个数的一类非线性系统。它在减少执行元件个数，减轻系统重量以及降低成本方面具有很大的优势，因此对它的研究具有重要的理论意义和实用价值。同时由于欠驱动系统的高度非线性、参数摄动、多目标控制要求等原因，使得欠驱动系统的控制具有较大的难度。作为一种具有强鲁棒性的变结构控制方法，滑模控制的响应迅速，对系统参数变化和外部扰动具有不变性。因此，可以考虑采用滑模控制来实现对欠驱动机械系统的控制。本文就是以欠驱动系统为研究对象，结合中国科学院“百ъ倀ъ漀()“智能控制方法及应用研究”展开欠驱动机械系统的变结构控制方法研究。所完成的工作概括主要包括以下七个方面： 首先系统回顾了变结构理论的产生与发展以及欠驱动机械系统的研究现状，分析了欠驱动系统的滑模控制所存在的诸多问题，进而提出了本文的研究目的。 第二利用拉格朗日动力学方法建立了欠驱动系统的动力学模型，并分析了该模型所具有的结构特性。给出了欠驱动系统的一种状态方程形式的标准模型。 第三，提出了一种基于聚合式分层递阶结构的滑模控制器结构模型，并给出了该滑模控制器的设计步骤和参数选择原则，同时从理论上给出了各层滑模平面均渐近稳定的判定定理。 第四，提出了基于增量式分层递阶结构的欠驱动系统的滑模控制器模型。同时采用模糊逻辑和神经网络估计器来解决欠驱动系统中存在的不确定项问题。并且从理论的角度对各层的稳定性进行进一步地分析，给出系统稳定的充分条件。 第五，针对一种只具有稳定平衡点的欠驱动系统，提出了一种具有组合式结构的滑模控制器模型。同时采用LaSalle不变性原理证明了其渐近稳定性。 第六，将由两个子系统构成的单输入欠驱动系统扩展到多自由度单输入欠驱动系统，分别给出了基于聚合式和增量式两种滑模控制器的结构模型。针对各层滑模函数的稳定性给出了严密的理论证明，为低维欠驱动系统的滑模控制器结构设计方法向高维系统中的扩展提供了一个理论基础。 最后，总结本文研究成果，并对今后的工作进行了展望。