本文采用Lagrange方法，从能量的角度对球杆实验系统进行了建模，得到非线性对象模型，又采用Lagrange线性化方法对对象进行线性化，这样就得到了线性理论能够应用的线性模型。但对象的输出中只含有两个状态变量(球的位置和杆的倾斜角度)是可测的。而对象本身是四阶模型，另外两个状态变量(球的速度和杆的角速度)只能通过设计降阶观测器来获得。 为了补偿扰动信号，文中提出了两种使用较为广泛的补偿方法，分别是扰动观测器补偿法和逆动态补偿法。 扰动观测器补偿法，是通过分析扰动信号，将扰动信号作为被控对象的一个状态，从而形成扩展的被控对象。通过设计扩展被控对象的降阶观测器，观测出扰动，取负号后加到系统上，从而实现对扰动的补偿。 文中还将扰动补偿与积分控制进行对比，指出扰动观测器与积分控制是等价的，都能够实现无静差补偿，且状态反馈系数之间存在确定的对应关系。 逆动态扰动补偿，是利用系统的逆模型来实现的。将系统的输出通过逆模型后，得到的信号中含有控制量和扰动量，再将控制量减掉，就可观测到扰动量。再取负号加到原系统上，即实现了扰动补偿。 最后，文章对随机扰动信号的仿真进行了研究，给出了实用的仿真程序。