近年来本质不稳定系统的控制逐渐在工农业生产、国防等尖端技术集中的领域广泛地应用。但这种系统一般都具有严重非线性、强耦合、系统参数难以获得、对干扰敏感、模型过于复杂等特点,这对控制来说是非常严峻的挑战,目前还没有比较系统的解决方案。以往多以倒立摆作为试验对象,在研究过程中我们发现了一种跷跷板系统,它具有比倒立摆更复杂,也更接近实际应用的数学模型。目前国内外对该模型的研究还比较少,我们希望通过在跷跷板做的一些试验性的工作,能总结出更为实用的结论。跷跷板实验装置是一个完整的控制系统。我们首先运用拉格朗日方程建立了系统的数学模型并进行了线性化。然后针对该模型,设计开发了参数辨识实验系统,并在一台中功率机电伺服系统上进行了参数辨识实验,为以后跷跷板参数辨识实验打下了基础。考虑到系统的状态可能不完全可测量,设计了观测器。最后设计出了两种控制器,分别是极点配置控制器和变结构控制器,并通过仿真进行了性能比较分析,以及发现与解决应用中可能出现的问题。针对系统的内外扰动与变结构本身的抖振问题进行了分析并采取了相应的对策。从两种算法仿真结果比较来看,变结构控制器在该类系统的控制中具有很明显的优势。实际系统也完成了构造和各模块的调试。