т.е. ты сразу делаешь полную систему с двумя осями (плоскостями) регулирования.
Хорошо. Но нафига тебе сюда балансирование впутывать ? ни как не пойму.
Пусть стержень установлен на неподвижном основании на шаровом шарнире, на высоте 5 см к нему подсоединены два актуатора под 90 градусов друг к другу - вот они и управляют положением стержня.
Можно сделать опору стержня в виде кардана из гнутых металич пластин или уголков на осях двух потенциометров - они будут и держать конструкцию и давать обратную связь по положению стержня для анализа динамики регулирования в случае нужды.
т.е. стержень будет как ручка джойстика, кстати можно и взяь джойстик для этой цели как готовую платформу.
=======
Но я уверен что проверить идею и отладить алгоритм можно и на 1 оси с одним приводом, это проще для эксперементирования изготовления и доводки.