1、“.....说明这种算法具有可行性。小结通过应用三种不同的控制算法分别对直线级倒立摆进行了稳摆控制，由仿真实验可知，三种常用方法都可以使摆杆进入稳定状态。如何快速的进入稳定状态仅仅由它们的参数选择决定。在控制算法中，比例系数主要影响超调量和响应时间，积分系数主要影响静差和超调量，微分系数主要影响系统的调节时间。其中，若初始位置较大，必须有很大的改动才能明显看出摆杆运动曲线的变化，积分系数也样，微分系数则相对于只要有很小的变化就可以使摆杆运动曲线产生明显变化。三个系数过大或过小都会使系统震荡甚至发散，为了达到理想的控制效果需要根据调节者的经验，不断调整得到。控制算法中，最终决定控制效果的是，矩阵，其中矩阵常设定为，可以参考已有的摆杆运动曲线根据其规律进行调节。极点控制算法中控制系统的稳定性和动态性能指标很大情况上取决于其闭环系统的零极点分布情况，根据极点计算出最佳的状态反馈矩阵。取不同的极点对应不同的状态反馈矩阵，不同的控制效果......”。

2、“.....般必须同时有实部和虚部否则系统不稳定。总的来说，三种控制方法都可以实现直线级倒立摆的稳定控制且控制效果非常好，控制中摆杆的角度与角速度小车位置及速度控制效果较好而控制中可以比较好地控制住摆杆且响应速度较快超调量较小，但是对小车的控制效果却稍差些。中须根据调节者的经验参考初始位置进行调整，初学者比较费时费力。中矩阵的选定可根据其摆杆的运动曲线及要求进行相应调整，调节过程有规律容易掌握。极点配置法中需要不断改变其极点位置才可以实现其最佳的控制效果，调整略微复杂。二级直线倒立摆系统的建模分析与仿真.二级倒立摆模型的分析为简化系统，我们在建模时忽略了空气阻力和各种摩擦，并认为摆杆为刚体。二级倒立摆的组成如图.所示图.直线二级倒立摆物理模型系统模型各相关参数定义如表.参数名称实际值单位小车质量.摆杆的质量.摆杆的质量.质量块的质量.摆杆转动轴心到杆质心的长度.摆杆转动轴心到杆质心的长度.摆杆与竖直方向的夹角摆杆与竖直方向的夹角小车的位置作用在系统上的外力重力加速度.表......”。

3、“.....式.中为拉格朗日算子，为系统的广义坐标，为系统动能，为系统势能。拉格朗日方程由广义坐标和表示为摆杆角度和小车所受外界作用力的传递函数.系统可观可控性分析对矩阵，矩阵和矩阵可得到如下所示的的可控性矩阵，可得到如下所示的的可观性矩阵当的秩为时，系统可控当的秩为时，系统可观。在中计算得到可以看出，系统的状态完全可控性矩阵的秩等于系统的状态变量维数，系统的可观性矩阵的秩等于系统的状态变量维数，所以系统可控且是能观的，因此可以对系统进行控制器的设计，使系统稳定。系统阶跃响应分析上面已经得到系统的状态方程，对其进行阶跃响应分析，在中键入以下命令，得到如下结果图直线级倒立摆单位阶跃响应仿真可以看出，在单位阶跃响应作用下，小车位置和摆杆角度都是发散的。.级直线倒立摆控制器设计与仿真控制器设计及算法仿真控制以其结构简单稳定性好工作可靠调整方便而成为工业控制的主要技术之。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时......”。

4、“.....系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用控制技术最为方便。即，当我们不完全了解个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用控制技术。控制器是种线性控制器，它根据给定与实际输出值构成控制偏差.的控制规律为式中，为比例系数为积分时间常数为微分时间常数。控制原理如图.图.控制原理下面是通过对倒立摆在中的文件实现对倒立摆的仿真曲线，整定参数的步骤如下.将控制器的积分系数和微分系数均设置为，比例系数设置为较小的值，使系统运行，同理在分别将其他两个参数改为，总结这三个参数对系统响应的影响。.逐渐增大比例系数，调节器的各个参数和的值，观察曲线的变化情况，同理，再次改变另外两个参数时，观察曲线变化。可以看出变换参数对摆杆及小车位置的响应曲线杆和小车的位移......”。

5、“.....摆杆及小车的动态性能有所提高，调节时间缩短，增加了摆杆幅值和小车的运动往复次数，控制力的输出量增加，所以说消耗了更多的能量。增加积分系数时可以看见到，当从时，系统的性能明显提高，响应时间缩短，动态性能得到了很大的提高。之后进行直线轴座装配。两个直线轴承外端用孔用弹簧挡圈固定，内端用铝环代替孔用挡圈固定，降低了加工难度。下图为小车部分的剖面图图.小车部分剖面图传动部分设计.同步带轮装置的设计及装配为了使小车往复运动灵活，提高系统精度，系统选择齿间距为毫米的同步带。同步带通过两个皮带轮装置联结以减少直接作用在电机轴的作用力，使整个系统更稳定。.电机与同步带装置连接装置为了降低皮带轮与电机轴装配的同心度要求，电机和皮带轮之间用联轴器联结。这种设计保证了电机轴不受额外扭矩的作用。步进电机选择步进电机是倒立摆系统中的唯动力原件，对整个系统至关重要......”。

6、“.....而且选择的电机必须具有高速度响应运行稳定抖动小等特点。从电动机角度考虑，电动机受到的主要负载为摩擦负载和惯性负载，摩擦负载主要来源于作直线运动的倒立摆小车被控对象与运行轨道的摩擦力传动装置同步带和齿轮之间的摩擦力，惯性负载除了电动机转子的惯性力外，还有摆和小车以及齿轮的惯性力，忽略齿轮的惯性力，现分别计算其它负载力全部折算到电机轴上。电机启动加速力矩式中电机启动加速力矩.电机自身惯量与负载惯量电机所需达到的转速电机升速时间摩擦负载力矩式中导轨摩擦折算至电机的转矩.摩擦系数η传递效率与同步带相啮合的齿轮半径.切削力矩估算电机输出的总力矩所以在这里由于忽略了同步带与齿轮之间的摩擦及摆杆的惯性力矩，所以对电机的选择能满足控制精度的要求能满足负载转矩的要求满足惯量的匹配原则应考虑到这些中间因素应该使得所选电机的额定输出功率估算值的倍。故在实际选型中选择了型号的混和式步进电机。其参数如下电压.电流.步距角转子转动惯量.重量.最大静转矩......”。

7、“.....驱动模块特点有适用于电压范围宽。采用恒流斩波，双极性全桥式驱动。运行特性良好，自动半流锁定，可靠性高。细分数可由拨码开关设定，。适配以下两相四相混合式步进电机。级直线倒立摆系统的建模分析与仿真在控制系统的分析和设计中，首先要建立系统的数学模型。控制系统的数学模型是描述系统内部物理量或变量之间关系的数学表达式。在静态条件依此类推，最终得到个本原问题集合，即可以直接求解的问题。另核心概念是“拟人”，其含义是在控制规律形成过程中直接利用人的控制经验直觉推理分析。仿人智能控制仿人智能控制的基本思想是通过对人运动控制的宏观结构和手动控制行为的综合模仿，把人在控制中的“动觉智能”模型化，提出了仿人智能控制方法。研究结果表明，仿人智能控制方法解决复杂强非线性系统的控制具有很强的实用性。云模型控制利用云模型实现对倒立摆的控制，用云模型构成语言值，用语言值构成规则，形成种定性的推理机制。这种拟人控制不要求给出被控对象精确的数学模型......”。

8、“.....将人用自然语言表达的控制经验，通过语言原子和云模型转换到语言控制规则器中，就能解决非线性问题和不确定性问题。.本文主要工作本论文的主要工作是设计了直线倒立摆系统的机械本体部分，并分别进行，线性二次最优控制，状态空间极点配置控制算法的设计，用对级二级三级倒立摆控制系统进行了仿真，验证了设计的可行性。具体内容如下详细论述了级二级三级直线倒立摆数学建模方法，推导出它们的微分方程，以及线性化后的状态方程。分析了倒立摆系统的控制方法。分别用现代控制理论及经典控制理论对直线倒立摆的位置控制和角度控制进行分析。利用仿真系统，讨论出现的问题及解决方法。设计绘制了直线倒立摆的装配图。对论文工作进行总结和展望。倒立摆机械系统设计及实现.倒立摆简介倒立摆系统包含倒立摆本体电控箱及由运动控制卡和普通机组成的控制平台等三大部分。直线倒立摆本体由底座电机同步带带轮滑竿小车摆杆角编码器等组成。小车由电机通过同步带驱动在滑杆上来回运动，保持摆杆平衡......”。

9、“.....电气控制箱由电机驱动器接口板开关电源开关和指示灯等电气元件组成。控制平台由机运动控制卡运动控制卡用户接口软件等组成。.倒立摆工作特性和工作原理工作特性倒立摆从形式和结构上来看是多种多样的，但是所有的倒立摆都具有以下的特性非线性倒立摆是个典型的非线性复杂系统，实际中可以通过线性化得到系统的近模型，线性化处理后再控制。也可以利用非线性控制理论对其进行控制。倒立摆的非线性控制正成为个研究的热点。不确定倒立摆的研究不仅有其深刻的理论意义，还有重要的工程背景。它的工程背景如下机器人的站立与行走类似双倒立摆系统，尽管第台机器人在美国问世至今已有三十年的历史，机器人的关键技术机器人的行走控制至今仍未能很好解决。在火箭等飞行器的飞行过程中，为了保持其正确的姿态，要不断进行实时控制。通信卫星中在预先计算好的轨道和确定的位置上运行的同时，要保持其稳定的姿态，使卫星天线直指向地球，使它的太阳能电池板直指向太阳。为防止单级火箭在拐弯时断裂而诞生的柔性火箭多级火箭......”。