直线倒立摆是一个典型的多变量、非线性、不稳定系统。在控制理论算法验证和课程教学中,将倒立摆作为经典被控对象的实验装置有着广泛的应用价值,同时也是设计新的控制理论算法的一个很好平台。LabVIEW是一种图形化的编程语言,视为一个标准的数据采集和仪器控制工具,具有可视化、编程简单等特点。本文基于LabVIEW软件和NI公司的PXI-1050工控机,开发了直线倒立摆系统的仿真与实时控制实验平台,完成了以下工作:　　 介绍了倒立摆的种类和研究现状,采用能量守恒和拉格朗日方程分别对直线一级倒立摆、二级倒立摆建模,并对其进行了可控性和稳定性的分析。　　 以NI公司的PXI-1050工控机为核心,设计了倒立摆的硬件系统。硬件系统采用PXI-7344运动控制卡、交流伺服电机及驱动器和直线倒立摆摆体。基于LabVIEW软件编写数据采集和电机控制测试程序,实现对硬件系统的性能测试。　　 在LabVIEW的环境下开发了直线倒立摆的仿真与实时控制平台。该平台采用模块化设计,完成了硬件测试基础实验、控制算法等多个子模块的设计。其中控制算法包括了PID控制、最优控制LQR以及LQG等。同时利用LabVIEW中的3D控件创建了倒立摆三维模型,实现了可视化的人机交互界面。　　 实验平台具有良好的实时监控环境,方便用户进行参数设置。用户界面提供的倒立摆3D模型、响应曲线和实时数据可以全面显示倒立摆的实时控制效果,也可以为控制理论研究与教学提供良好的实验,操作方便并且具有一定的开放性和扩展性。