倒立摆是一种严重非线性,欠驱动自然不稳定系统,对倒立摆的研究涉及到控制科学中处理复杂对象的关键技术。滑模变结构控制因其在对待匹配的不确定性和外部干扰具有绝对的鲁棒性和自适应性,是当今控制领域被研究者较为关注和研究的控制方法。将滑模变结构控制应用到倒立摆系统的控制当中进行算法研究有着极其重要的意义和实际工程应用价值。本文在前人研究工作的基础上,基于倒立摆系统,对滑模变结构控制的若干问题进行了较为深入的研究,具体包括:1)介绍滑模变结构控制的基本原理,讨论了滑模变结构设计的两个重点是切换函数的选择和控制律u的获取。阐述了影响变结构控制的重要障碍——抖振。另外介绍了变结构控制被应用的领域。2)运用经典力学方法建立了一级倒立摆的系统模型,针对其特点,运用滑模变结构控制方法进行了自举控制和抗干扰控制测试和仿真,仿真和实验结果说明变结构对倒立摆系统控制的有效性;运用拉格朗日方法建立了二级倒立摆的系统模型,对其进行了变结构平衡控制,干扰测试表明二级倒立摆能恢复稳态。3)为了降低滑模控制的抖振现象,将模糊控制与变结构控制互相结合,详细介绍了模糊滑模变结构控制方法的设计步骤,并做了性能测试。通过例子验证模糊滑模变结构控制方法在系统具有不确定性和外部干扰较大时,比传统变结构控制方法具有更好的控制性能,抖振情况有较大的降低,鲁棒性增强。4)针对二级倒立摆的稳定控制问题,提出了一种基于克隆选择算法的自适应模糊滑模控制方法。该方法利用克隆选择算法优化模糊变量的隶属度函数曲线,采用模糊自适应控制调节滑模控制的切换控制增益系数,实现对控制系统建模产生误差和外界干扰的抑制,提高控制精度。通过在二级倒立摆系统上进行的自适应稳定控制及抗干扰实验,验证该方法对高阶非线性不确定系统控制的鲁棒性,控制性能具有一定提升,为以后实现更多级的倒立摆系统的控制奠定基础。最后,对本文进行的研究内容进行了概括总结和展望。