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基于MATLAB的一级倒立摆数字控制器设计

1.2万字 38页 原创作品，已通过查重系统


毕业设计说明书中文摘要
倒立摆系统作为一个典型的高阶不稳定系统，具有多变量、非线性、强耦合和快速运动的特性。它在检验各种新型控制理论及控制方法方面是一个非常有效的典型装置。所以近年来受到许多学者的关注，对其进行深入的研究。
本次设计的内容主要是：根据给定参数的倒立摆系统模型，设计出能够达到相关精度要求的一个数字控制器。本文首先对倒立摆控制器的研究发展过程及研究现状进行了说明。在对倒立摆结构进行受力分析的基础上利用牛顿-欧拉法推导出了倒立摆的数学模型，并根据倒立摆复杂，不平衡，非线性的特性，决定利用PID控制作为本次设计的控制方法。最后把给定参数带入建立的数学模型中，在MATLAB上利用simulink建立系统模型并进行仿真实验。通过对仿真结果的分析，验证了该控制器能够有效控制倒立摆小车的位移和摆杆角度达到稳定平衡。


关键词 倒立摆；MATLAB仿真；PID控制