该文是结合国家"985"项目"双臂教学机器人"进行的,在我们自行研发的多功能教学机器人上设计了基于机器人手臂的倒立摆控制系统,为倒立摆教学实验系统开发了教学实验软件包,并在此系统上该文展开倒立摆控制算法的深入研究. 关于倒立摆系统的稳定控制问题,该文采用非线性系统的微分几何理论对一维倒立摆系统进行反馈线性化处理,得到了线性化的倒立摆系统模型,并根据此线性模型设计了最优状态反馈控制器,成功地实现了一维倒立摆的稳定控制.除此之外,该文还设计了一个简单的PD反馈控制器来实现倒立摆系统的稳定控制,并和基于微分几何理论的控制方法进行了比较.然后,该文讨论了基于机器人手臂的二维倒立摆系统的稳定控制.该文在合理的假设下证明了二维倒立摆系统可分离为两个相互独立的一维倒立摆系统,可单独控制,并且提出了基干机器人手臂的二维倒立摆控制策略并进行了仿真研究,为今后在教学机器人手臂上实现二维倒立摆系统的稳定控制奠定了基础.该文开发的基于教学机器人的倒立摆控制系统具有开放式结构,可以实现多种控制策略,该文讨论的各种控制策略已在该系统上实现.该文开发的倒立摆控制系统不但可以作为控制理论研究的实验平台,也可作为一种通用的教学实验平台,具有较大的应用价值.