板球系统可以看作是在二维空间中的球杆系统的扩展,作为一个多自由度的复杂系统,板球系统常常作为控制领域中理论研究的一种重要的实验对象,被用来验证各种控制算法性能。滑模控制是非线性系统控制中的一种常见的控制方法,特殊之处在于其控制过程中的不连续性。这种不连续性使得被控系统的状态在沿着轨迹做小范围快速上下切换运动,正是这种不连续特性使得滑模控制具备良好的鲁棒性,但使系统产生抖振问题。本文以板球系统为控制对象,进行滑模控制算法研究,围绕板球系统轨迹跟踪控制存在的抖动大、误差大等问题,以及滑模控制抖振问题和滑模趋近律的趋近速度问题,本文主要工作如下:首先,在模糊滑模控制方法的基础上,将变论域思想、自适应控制融入到板球系统控制器设计中,针对板球系统数学模型设计了变论域自适应模糊滑模控制器。其中,变论域模糊控制的输入输出变量论域可以在线调整,实现对滑模切换控制系数的逼近,在收缩和伸张过程可以提高控制精度和动态响应,自适应调整切换增益大小,尽可能减小切换增益,提升控制性能的同时削弱抖振。然后,由于趋近律滑模控制器方法,在趋近过程中能够有效改善系统的动态运动品质,因此,提出一种变指数幂次趋近律。趋近律中的非线性组合函数和变指数项能够加快在远离和靠近滑模面时的收敛速度,并能够在有限的一定时间范围内,使系统状态从任何初始位置趋近到滑模面。变指数幂次趋近律在控制系统的不同响应阶段的指数参数都能够自适应调整,将其与其他趋近律进行收敛性对比,并进行板球系统轨迹跟踪仿真实验。最后,针对终端滑模控制在靠近滑模面时收敛速度变慢的问题,提出一种互补终端滑模控制方法,提高控制系统品质。结合变指数幂次趋近律提出一种新的板球系统滑模控制方案,为了验证板球系统滑模控制方案所具备的有效性和优越性,设计对比仿真实验进行分析。在相同滑模趋近律的情况下,将互补终端滑模控制、终端滑模控制、互补滑模控制和传统滑模控制进行板球系统轨迹跟踪仿真实验对比,对各控制方案进行分析。