本文在MATLAB 環(huán)境下建立了二級(jí)倒立擺的半物理實(shí)時(shí)仿真模型，并應(yīng)用
線性二次型最優(yōu)控制策略，設(shè)計(jì)了一個(gè)二級(jí)倒立擺LQR 控制器。在實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)行
該半實(shí)物仿真模型，成功的使倒立擺穩(wěn)定地平衡在“倒立”狀態(tài)。
倒立擺系統(tǒng)是一個(gè)典型的高階次、多變量、嚴(yán)重不穩(wěn)定和強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)。該系
統(tǒng)的特點(diǎn)與火箭飛行以及兩足機(jī)器人行走具有很大的相似性，因而對(duì)其研究具有重大的理論和實(shí)踐意義。在控制過(guò)程中，它能有效地反映諸如可整定性、魯棒性、隨動(dòng)性以及跟蹤等許多控制中的關(guān)鍵問(wèn)題，是檢驗(yàn)各種理論的理想平臺(tái)。
而MATLAB 的應(yīng)用一般多停留在數(shù)學(xué)仿真階段，在應(yīng)用線性系統(tǒng)理論設(shè)計(jì)控制器時(shí)，
需要建立較精確的數(shù)學(xué)模型，而目前建模方法有很大局限性，由于現(xiàn)實(shí)世界中存在的大量的不確定因素，所以難以對(duì)其精確描述。
本文中的直線型二級(jí)倒立擺采用的是固高公司的 GT400SV 系列產(chǎn)品。GT-400-SV 是一
個(gè)復(fù)雜靈活的運(yùn)動(dòng)控制器，用戶能夠通過(guò)硬件設(shè)置和軟件編程，構(gòu)成滿足自身應(yīng)用需要的控制系統(tǒng)。本文在MATLAB 環(huán)境下設(shè)計(jì)出它的半物理實(shí)時(shí)仿真模型，并成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)倒立擺的控制。