球杆系统是研究控制理论最为经典的实验设备之一。从外部构成上来说，球杆系统结构简单，安全;从内部机理上来说，球杆系统涵盖了许多经典和现代控制对象的特性，具有复杂控制对象的一般性质，例如非线性、开环不稳定性等。作为一个典型的教学和科研设备，球杆系统可以用于实现各种已有的控制理论和方法，同时也可以作为新的控制理论和方法的检验工具，为自动控制理论的教学、实验和科研构建了一个良好的平台。　　本文的研究是基于固高科技有限公司提供的GBB1004球杆实验系统进行的，主要针对模糊控制算法和Kalman滤波滤波算法在球杆系统中的应用进行了深入研究。本文主要工作如下:　　首先，简要介绍了球杆系统的特性、组成及工作原理等，并在此基础上建立了球杆系统的数学模型。　　其次，针对球杆系统的控制器进行了设计和仿真。首先，对球杆系统PID控制器和模糊控制器进行设计及仿真，并分析了这两类控制器的控制性能及各自的优缺点;其次，为了能够同时获得更好的动态和静态特性，本文提出了将PID控制与模糊控制相结合的模糊监督PID控制算法，并对球杆系统模糊监督PID控制器进行设计及仿真。仿真结果表明:模糊监督PID控制相对于单纯PID控制来说，改善了系统动态响应性能;相对于单纯模糊控制来说，提高了系统稳态性能，系统的综合性能得到了提高。　　然后，针对球杆系统的Kalman滤波器进行了设计和仿真。首先，对球杆系统中的噪声进行分析，设计了Kalman滤波器以滤除噪声对系统的干扰;其次，在球杆系统仿真中模拟实际的噪声干扰，对球杆系统进行基于Kalman滤波器的各类控制算法的仿真，并对引入Kalman滤波器前后的控制效果做以对比。仿真结果表明:Kalman滤波器对控制效果起到了十分重要的改进作用。　　再后，成功构建了球杆系统实验平台，将PID控制器、模糊控制器、模糊监督PID控制器以及Kalman滤波器引入到球杆系统的实际调试中，得到了比较理想的控制效果。　　最后，对本文所做的工作进行了总结，并指出了有待进一步研究的方向和问题。