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针对二级倒立摆系统阶次高、非线性严重、不稳定、用经典控制理论设计控制器极为困难等问题,运用现代控制理论,并以Matlab语言为辅助工具,在计算机上进行二级倒立摆数字控制器的分析与设计.通过对二级倒立摆数字最优控制器和降阶观测器的设计,使系统的稳定性和性能指标达到设计要求.仿真结果表明,该设计使系统稳定,而且超调量小,调节时间短.