倒立摆属于多变量、快速、非线性和绝对不稳定系统，可以用其检验各种操作系统与控制算法对不稳定、非线性和快速性系统的处理能力，它在控制科学与工程等相关领域得到了广泛的应用和认同。 本文以直线型二级倒立摆为测控对象，介绍了其数学模型并采用了LQR（线性二次型最佳控制）方法设计控制器。分析了基于Windows 的实时控制系统的可行性，指出了改进Windows 操作系统实时性能的两种主要方法，一种方法是修改Windows 操作系统的内核，另一种方法是在Windows 操作系统的基础上嵌入实时应用软件。同时详细阐述了实时操作系统所具有的主要特点，在Windows 操作系统基础上嵌入了美国Nematron 公司开发的HyperKernel 软件，并介绍了HyperKernel 软件在实时性方面的应用领域及功能，对操作系统内核进行了相应的设置。简要总结了定时器的六种实现方式，比较分析了它们的优缺点，提出利用多媒体定时器实现对倒立摆的控制。采用LabVIEW7.1 作为服务器端的开发工具设计人机界面，测试了LabVIEW7.1 自带定时器与指令实际运行时间，实验数据显示该定时器并不准确，达不到该课题所要求的定时精度。最后在LabVIEW7.1 开发环境中成功实现了对倒立摆的控制，实验结果证明了该方案是可行并有效的，倒立摆的实时性与鲁棒性得到了较大的提高，在服务器端的基础上将数据进行了网络发布，用户通过普通浏览器就可实现对倒立摆的远程控制。