本书介绍了作者的团队近年来在研究一种特殊的欠驱动系统称为移动轮式倒立摆（MWIP）方面的成就。本书理论和实践的结合，几乎所有的算法都在真实的MWIP系统上得以验证。本文以动态建模、控制和仿真为主线，首先介绍了MWIP系统的特殊性、控制挑战和应用。然后，采用拉格朗日函数对二维和三维MWIP系统进行动力学建模，设计了一种新的高阶扰动观测器，并提出了一种将高阶扰动观测器与一种新的滑模流形设计相结合的控制策略。此外，详细提出了克服传统滑模控制颤振问题的几种方法。最后，对欠驱动机器人的未来发展进行了展望。