基于控制倒立摆平衡性的目的，通过系统分析倒立摆的各个组成部分，进行数学建模并设计了模糊控制器、LQR控制器和PID控制器。最后通过MATLAB对一级倒立摆的三种模型进行仿真分析，结果显示三种控制器均可很好地控制一级倒立摆，但LQR控制效果最好，仿真角度曲线由小增大并从4开始平稳维持在0.1处，倒立摆仿真位置曲线也在较短的时间内平稳维持在0处，即具有相对较短的调解时间，较小的超调量和较好的动静态性能。