倒立摆系统是一个典型快速、多变量、非线性、强耦合、自然不稳定的高阶系统。研究其控制理论和方法,对于双足机器人行走、火箭发射过程调整和直升机飞行控制领域有重要的现实意义。本文以二级倒立摆为研究对象,采用了多种模糊控制方法来解决常规模糊控制器控制性能与规则数之间的矛盾,以期实现对二级倒立摆的有效控制。论文首先简要论述了模糊控制发展概况与趋势,综述了倒立摆控制发展历程和研究现状；介绍了倒立摆系统的结构及工作原理,基于分析力学建立了二级倒立摆的非线性模型,并对其在工作点处进行线性化；对其线性化模型的稳定性等进行了分析。其次,对线性二次型最优控制、模糊控制以及它们之间的互相结合作了较为系统的论述,研究了多种模糊控制方法。基于融合函数的模糊控制策略结合线性系统理论中的状态反馈控制方法和融合技术,通过设计融合函数降低模糊控制器的输入变量维数,较好地解决了规则爆炸问题；基于T-S模型的逐级模糊控制策略结合T-S模糊推理模型和逐级控制思想,选取有效模糊规则,简化多输入情况下的模糊控制器设计。最后,通过编写S函数对二级倒立摆系统建立了非线性模型。在Matlab/Simulink环境下对二级倒立摆进行了一定的仿真研究工作,分析比较了各种方法的控制效果。结果表明,本文所给出的几种模糊控制策略较好地解决了规则爆炸问题及简化了控制器的设计,取得了较好的控制效果。