二级倒立摆是支点在下,重心在上的恒不稳定的系统,它具有高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合等特性。倒立摆在控制过程中,能有效反映诸如镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等许多关键问题。因此人们常常利用倒立摆检验各种控制算法对不稳定性、非线性和快速系统的控制能力,以及各种控制算法的有效性。传统的实现直线运动的方法为“旋转电机+机械传动机构”,这种传动机构存在较大的摩擦力和间隙,很难实现较高的精度、速度和加速度,而采用直线电机可直接将电能转换成直线运动机械能,具有高精度、高速和高加速度的特点,最大行程不受限制,具有广泛的应用前景。倒立摆的控制研究具有很强的理论和实际意义。