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本科毕业设计论文题目直线倒立摆的稳定控制算法设计系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级学生学号指导教师2013年5月I直线倒立摆的稳定控制算法设计摘要本文首先利用牛顿力学分析的方法和拉格朗日法建立了直线一级、二级、三级倒立摆实物系统的线性状态方程，并在此基础上分析了该系统是不稳定的，同时又是能控的和能观的。基于此本文设计了直线倒立摆系统的机械本体部分，研究了直线一级、二级、三级倒立摆系统的PID、LQR和状态空间极点配置控制算法，同时利用MATLAB/SIMULINK对各个算法进行分析，由仿真结果表明对于像倒立摆这样的非线性模型，通过对其数学模型的建立，设计相应的控制器,并对其实现控制是可行的。关键词直线倒立摆；PID；LQR；状态空间极点配置；仿真IITHESTABILITYOFLINEARINVERTEDPENDULUMCONTROLALGORITHMDESIGNABSTRACTINTHISPAPER，WEFIRSTLYUSETHENEWTONMECHANICSANALYSISMETHODANDTHELAGRANGEMETHODTOESTABLISHTHELINEARLEVEL1，LEVEL2，LEVEL3INVERTEDPENDULUMLINEARSTATEEQUATIONOFREALSYSTEMINTHEMEANTIME，THESYSTEMISUNSTABLEBYANALYZINGTHELINEARSTATEEQUATION，BUTITISALSOCONTROLLABLEANDOBSERVABLEANDTHENWEDESCRIBEONTHEPHYSICALSYSTEMOFTHELINEARINVERTEDPENDULUMTHISPAPERSTUDIEDTHELINEARLEVEL1，LEVEL2，LEVEL3OFTHEINVERTEDPENDULUMSYSTEMPID，LQRANDSTATESPACEPOLEASSIGNMENTCONTROLALGORITHM，ATTHESAMETIMEANALYZEVARIOUSALGORITHMSWITHMATLAB/SIMULINKBYTHESIMULATIONRESULTSSHOWTHATBESIMILARYTOINVERTEDPENDULUMISFORTHENONLINEARMODEL，THROUGHITSM
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