滑模变结构控制算法以其强鲁棒性、对系统内部参数以及外部干扰不敏感而著称。而作为传统一阶滑模的理论推广，高阶滑模控制因其抑制抖振、且控制精度更高、适用范围更广的优点得到了广大研究者的广泛关注，并成功应用于电机控制、机器人控制、车辆导航等领域。然而，高阶滑模理论尚需完善，需要建立满足全局条件的高阶滑模控制算法。本文针对高阶滑模的全局控制问题进行了研究，并将理论结果应用到Buck变换器和倒立摆控制中。具体的研究内容和创新点如下:　　(1)针对非线性控制系统，基于饱和控制技术，设计了一类新的二阶滑模控制算法。该算法满足系统不确定由非负函数限定而不是传统假设条件中的非负常数。不确定上界随系统状态的变化而变化，为全局性条件。从而避免了由于系统状态估计不准确而导致的系统不稳定问题。此外，给出了参数的选择范围。最后，仿真结果验证了该方法的有效性。　　(2)在提出了不确定性由非负函数限定的二阶滑模控制算法的基础上，采用归纳法将二阶滑模推广到了高阶滑模情形。与二阶滑模算法相比，高阶滑模算法可以应用于系统相对阶r≥3的情形，是对高阶滑模控制理论的进一步完善。　　(3)给出了高阶滑模控制的Lypunov稳定性证明。由于假设条件的限制，目前已有的大多数高阶滑模算法只能保证系统状态有限时间收敛。本文采用了加幂积分技术设计Lypunov函数，详细证明了文中所提方法的全局有限时间稳定性。　　(4)完成了倒立摆控制系统设计与仿真。以倒立摆为应用对象，分别采用twisting算法、齐次算法和改进的二阶滑模算法设计二阶滑模控制器。验证了新方法与传统二阶算法相比，设计简单，系统状态收敛平稳快速，算法稳定，并且能够有效解决高频抖振问题。　　(5)完成了基于Labview的Buck变换器实验平台搭建，并将二阶滑模控制算法数字化实现。该平台最突出的特点是使用PWM定频调制，采用改进的二阶滑模算法，实现了Buck电路的定频二阶滑模控制。与经典的PID控制算法对比，新的二阶滑模控制算法动态响应更为快速，鲁棒性更强。