根据国内各高校开设的控制类课程实验的需求，设计了一种新型的环形倒立摆/伺服系统教学实验仪。 本文从设计环形倒立摆/伺服系统教学实验仪出发，首先分析了实验仪的总体设计结构和目标，然后从伺服系统教学实验仪的角度出发，分析全数字直流伺服系统的工作原理，设计系统。该系统包括DSP最小系统、PWM的直流电机驱动部分，A/D采样，正反转码盘电路等。形成闭环所需转速、角度反馈系统和电流反馈系统。软件上，设计DSP底层软件，和PC上的通讯软件。实验仪有PC机控制和DSP控制两种工作方式。 在完成实验平台基础上，分析了被控对象的理论模型，并采用飞升曲线法测量了模型参数。论文研究了增量式PID和前馈PID控制算法在伺服控制中的应用，闭环实际控制实验和MATLAB仿真实验相吻合，证明了建模结果的准确性。 最后，考虑到实验过程中忽略的一些参数变化或外部扰动等因素引起的实验误差，引入扰动观测器加滞后超前校正的控制算法，仿真实验表明该算法在模型参数变化以及有外界扰动的情况下，可以对使系统具有较好的鲁棒性能。 本论文是理论与实践相结合的研究项目，它的研制对今后研究其它伺服电机系统打下基础，也为今后教学提供一个较为全面、可靠、灵活的自控实验平台。