（论文 字数：4822 页数：21）1倒立摆系统介绍
1.1 倒立摆系统简介
倒立摆是机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域、多种技术的有机结合，其被控系统本身又是一个绝对不稳定、高阶次、多变量、强耦合的非线性系统，可以作为一个典型的控制对象对其进行研究。最初研究开始于二十世纪50 年代，麻省理工学院（MIT）的控制论专家根据火箭发射助推器原理设计出一级倒立摆实验设备。近年来，新的控制方法不断出现，人们试图通过倒立摆这样一个典型的控制对象，检验新的控制方法是否有较强的处理多变量、非线性和绝对不稳定系统的能力，从而从中找出最优秀的控制方法。倒立摆系统作为控制理论研究中的一种比较理想的实验手段，为自动控制理论的教学、实验和科研构建一个良好的实验平台，以用来检验某种控制理论或方法的典型方案，促进了控制统新理论、新思想的发展。由于控制理论的广泛应用，由此系统研究产生的方法和技术将在半导体及精密仪器加工、机器人控制技术、人工智能、导弹拦截控制系统、航空对接控制技术、火箭发射中的垂直度控制、卫星飞行中的姿态控制和一般工业应用等方面具有广阔的利用开发前景。平面倒立摆可以比较真实的模拟火箭的飞行控制和步行机器人的稳定控制等方面的研究。倒立摆系统是机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域、多种技术的有机结合。本身又是一个绝对不稳定、高阶次、多变量、强耦合的非线性系统，可以作为控制理论研究的典型试验平台。由于倒立摆系统的控制策略和杂技运动员顶杆平衡表演的技巧有异曲同工之处，极富趣味性，而且许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，因此在欧美发达国家的高等院校，它已成为必备的控制理论教学实验设备。

目 录


1 倒立摆系统介绍………………………………….
1.1 倒立摆系统简介………………………………………….
1.2 控制器设计方法…………………………………………..
2 直线倒立摆的模型………………………………
2.1 直线倒立摆的数学模型………………………………….
2.2 直线倒立摆的实际系统模型……………………………
2.3 系统可控性分析…………………………………………
2.4 系统阶跃响应分析………………………………………
3 直线一级倒立摆频率响应控制实验…………..
3.1 频率响应分析……………………………………………
3.2 频率响应设计及仿真……………………………………
4 总 结……………………………………………
参考文献…………………………………………..