两轮自平衡小车是当今机器人研究领域的一个重要分支,其结构简单、响应迅速,同时又具有不稳定、非线性、强藕合等特性,很适合用于各种控制算法的检验。因此,对自平衡小车进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。本文对应用在两轮自平衡小车上的模糊滑模控制算法进行了研究,主要工作内容及解决方法:(1)对小车进行数学建模,针对于动力学模型,采用牛顿力学方法对小车系统的车轮、车体分别进行受力分析,建立小车系统的状态空间方程。(2)设计基于指数趋近律下的滑模控制器,并搭建Simulink模型进行仿真验证;通过分析抖振产生的原因,对基于指数趋近律控制器进行了改进,提出了自适应滑模控制算法,结果表明能够有效削弱抖振。(3)结合滑模控制与模糊控制两者综合的优点,对削弱抖振和增强结构的鲁棒性进行研究,设计了一种自适应模糊滑模控制器,利用模糊算法对滑模控制的切换增益进行自适应调整;考虑了外界干扰和参数摄动的情况对改进后控制器的效果进行验证,仿真结果表明系统具有良好的鲁棒性和稳定性,优化了整体的控制效果。(4)将研究的控制算法嵌入到小车实体模型中,进行软硬件测试,实现了小车的平衡控制,验证了控制算法的有效性。本文针对小车系统研究的自适应模糊滑模控制器,完成了相关的仿真和实验,结果表明对两轮自平衡小车所做的控制策略确实能够提高系统的稳定性和鲁棒性。