倒立摆系统是一种典型的复杂难控系统,倒立摆的研究可归结为对非线性多变量、绝对不稳定系统的研究。采用智能控制方法对倒立摆的稳定控制的研究已取得了不少成就,但对具有大范围非线性且存在强烈车摆耦合的小车—倒立摆系统的摆起倒立控制的研究,并在MATLAB的Simulink环境下实现实时控制的还很少。本文具体工作包括:首先阐述了倒立摆系统控制研究的发展过程和控制现状,介绍了倒立摆系统的结构和数学模型,并详细推导验证了一级倒立摆和二级倒立摆的数学模型,分析了不同的建模的方法。其次本论文以单电机驱动下在受限轨道上运动的小车—单摆系统作为控制对象,以拟人智能控制理论为基础,对其进行控制算法研究以及实时控制系统进行了设计开发,并以MATLAB语言及其SIMULINK工具为基础,做了大量的仿真研究工作。再次应用遗传算法对倒立摆控制系统参数进行寻优,得到了满意的结果。最后在MATLAB的Simulink环境下搭建了实时控制系统,以较简单的控制模式成功地实现了小车—单摆的摆起倒立控制,最终实现了倒立摆系统的自动起摆和稳定控制,达到了预期的效果.。研究结果表明:在对象模型未知的情况下,在MATLAB的Simulink环境下采用拟人智能控制方法,能有效地解决小车—倒立摆这类复杂被控对象的控制问题。