倒立摆系统是典型的非线性、高阶次、多变量、强耦合和自然不稳定的系统，在控制过程中能有效地反映诸如可镇定性，鲁棒性，随动性以及跟踪等许多控制中的关键问题，是检验各种控制理论的理想模型，也是日常生活中所见到的任何重心在上，支点在下的控制问题的抽象。因此，倒立摆机理的研究又具有重要的应用价值，成为控制理论中经久不衰的研究课题。迄今，人们已经利用经典控制理论方法实现了简单级的倒立摆系统的稳定控制等问题，并且在不断地探讨采用滑模变结构等现代控制理论方法以及微机控制技术来进一步提高控制系统性能的研究。 本文针对旋转单支点二级倒立摆，推导出了旋转二级摆的数学模型，采用滑模变结构和模糊滑模的方法分别设计了旋转倒立摆的零点平衡控制器，并基于DSP设计完成了系统的硬件电路和控制方法，且得到了较好的控制效果。主要工作如下： 1．查阅了大量国内外关于倒立摆控制算法的资料，重点分析了变结构控制算法的优缺点，并将该控制算法应用于旋转二级摆中，针对变结构控制所存在的抖动性，提出了用模糊变结构控制算法来消除变结构控制所存在的抖动性问题，并通过仿真验证了该算法在保留了变结构控制所具有的快速性等优点的同时基本上消除了抖动。 2．分析了旋转倒立摆系统的机械结构和工作原理，基于该系统所遵循的力矩平衡这一原理，利用Newton-Lagrange方程详细推导出了旋转二级摆的数学模型，并采取近似线性化方法在系统的平衡点附近作了线性化处理，根据秩判据验证了系统的能控性。 3．以TMS320LF2407A DSP芯片和CPID器件为核心设计了运动控制器内部电路、伺服系统控制电路以及编码器脉冲信号处理电路，提高了系统的处理速度，实现了信号的处理精度和对执行机构的精确控制。 4．选择了三相永磁同步伺服电动机作为执行元件，并根据该电动机的特点，设计了硬件驱动环节，采用PWM控制方式，提高了旋转倒立摆的控制精度。 5．最后结合以上推导出的数学模型和所设计的控制器，做了变结构控制和模糊滑模两种控制算法的仿真实验，并做了性能上的对比分析，其结果表明：两种算法都能在3s左右使上下摆杆平衡在 O°附近，且均具有良好的鲁棒性这一共同优点，但采用本文所提出的模糊滑模后，可以更加有效地消除单纯采用变结构控制时的抖动问题，从而进一步提高了系统稳定程度，也为解决其它非线性系统稳定控制问题，给出了一种可借鉴的参考方法。