系統建模的不精確對控制系統的穩定性有很大的影響。強健控制理論為專門應付系統不確定性的重要方法之一，而順滑模態控制為強健控制理論中重要的一環。在本論文中，吾人考慮一個「球與球系統」的控制問題。此系統透過兩個直流馬達帶動大球做二自由度的滾動，其中以影像感測器感測小球在大球上之位置，而大球之位置則由馬達的旋轉角度推估而得，使小球能立在大球上達到平衡。此為先天非線性、不穩定且欠致動性的系統，而這個控制問題將是一件具挑戰性的任務。於論文中，吾人將球與球系統於平衡點附近解耦合成兩軸獨立的球與輪系統，利用順滑模態控制理論設計控制器達成閉迴路系統穩定之目的，並透過模擬與實驗結果來驗證此控制系統之可行性。