پاندول معکوس، یکی از معروف ترین سیستم های مورد مطالعه در علم کنترل است. این سیستم، یک سیستم غیر خطی ذاتی است و توسط دانشگاه های بسیاری به عنوان یک مدل آموزشی در آزمایشگاه ها تدریس می شود. در ایران نیز بسیاری از دانشگاه ها از این سیستم برای آموزش استفاده می کنند.

پاندول معکوس از یک میله و یک ارابه تشکیل می گردد. با حرکت ارابه به صورت رفت و برگشت، پاندول معکوس از نقطه تعادل پایدار در پایین، به نقطه تعادل پایدار در بالا منتقل می شود (swing up). بعد از نزدیک شدن به نقطه تعادل در یالا، می توان مدل را حول آن خطی در نظر گرفت و با سویچ کردن کنترل کننده به کنترل کننده PID ساده، سیستم حول نقطه تعادل پایدار می شود.

با در نظر گرفتن ارابه، مکان ارابه نیز یکی از متغیر های سیستم محسوب شده و نقطه تعادل آن در وسط محدوده حرکت افقی است. در ویدیوی زیر نمایشی زیبا از علم کنترل در پایدار سازی پاندول معکوس نشان داده شده است.