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倒立擺是典型的重上支下的系統(tǒng)，具有多個特點，包括不穩(wěn)定性、快速多變性、耦合性等，其系統(tǒng)成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、便于進行實驗室操作。而且倒立擺具有多種功能，能對控制系統(tǒng)進行檢驗、對機器人的行走和火箭發(fā)射等進行控制，而且還能影響衛(wèi)星的飛行姿勢。因此，倒立擺的研究在理論突破和實踐應(yīng)用等方面具有重要意義。
起擺控制和穩(wěn)定控制是學(xué)術(shù)界對倒立擺研究的兩大內(nèi)容。所謂起擺控制就是倒立擺從初始位置進行運動達到指定工作位置的控制，能量反饋法能夠很好地實現(xiàn)倒立擺的起擺控制。而穩(wěn)定控制是對倒立擺工作平衡點的控制，其控制規(guī)律眾多，較有名的是應(yīng)用于倒立擺系統(tǒng)平衡穩(wěn)定控制的二次最優(yōu)控制及基于方法創(chuàng)新的智能控制。
但是大部分關(guān)于倒立擺的文獻都限定在一種控制器的研究上，各個控制器之間的優(yōu)缺點不能有效地體現(xiàn)出來。因此，如何用統(tǒng)一的方法標準對個控制器進行評估將是未來研究的重點。本文將通過MATLAB對3種控制器模糊控制器、線性二次型調(diào)節(jié)器（LQR控制器）和比例一積分一微分控制器（PID控制器）進行建模評估，進而比較和分析各控制器優(yōu)缺點，為以后進行倒立擺平衡控制提供理淪依據(jù)。
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