在现代工业控制领域中,我们所接触的被控对象大多数都是稳定的，其实不稳定对象也是普遍存在的。稳定对象的控制策略较为容易，选择合适的控制方法即可达到较好的控制效果。而与稳定对象相比，不稳定对象的特性则比较复杂，由于它复平面的右半平面既包含极点又包含了零点，不仅使系统很难实现镇定，而且对系统的一些性能也造成了很大的限制，大多情况下无法对系统的控制进行直接设计，在系统分析与研究的问题上带来了很大的问题，所以不稳定对象的控制难度也较大，因此要选择合适又有效的控制方法才可以达到较好的控制效果。我们大家所熟知的一个经典的不稳定对象的实例，就是倒立摆系统。倒立摆系统本身就是绝对不稳定的，同时它还具有强耦合性、非线性、多变量以及高阶次等特性。近年来，倒立摆系统作为控制理论研究中的一种比较理想的实验装置，一直是研究学者广泛应用的，所以本次课题选择二级倒立摆系统作为控制的对象，由此来研究不稳定对象的特性。因为二级倒立摆系统本身固有的这种复杂特性，采用常规的控制器很难对其进行很好的控制，控制效果也并不理想。所以，我们将引入抗干扰能力强、鲁棒性较好的适合于控制高阶非线性系统的自抗扰控制器。自抗扰控制器主要由跟踪微分器、扩展状态观测器和非线性状态误差反馈控制律等三部分组成。跟踪微分器的作用是安排过渡过程，给出合理的控制信号，解决了响应速度与超调性之间的矛盾。扩展状态观测器用来解决模型未知部分和外部未知扰动综合对控制对象的影响，然后给出控制量补偿这些扰动。非线性误差反馈控制律则给出了被控对象的控制策略。所以自抗扰控制器具有很好的实时估计扰动及补偿的功能。模糊控制技术，不仅不需要建立精确的数学模型，而且鲁棒性较强、尤其适用于非线性、时变时滞性系统。所以本次课题将模糊控制技术和自抗扰控制技术相结合，设计出模糊自抗扰控制器，再设计出常规PID控制器以及自抗扰控制器，通过三种控制器分别对二级倒立摆系统进行控制，并在MATLAB里进行仿真，从而比较三种控制器的控制特性，来得到较好的控制策略。从仿真结果可以看出，采用模糊自抗扰控制器得到的控制效果更好，得到的仿真波形的响应更快，超调量更小，稳定性更好，所以更适合用来对不稳定系统进行控制。