基于变结构控制的二级倒立摆系统稳定性与性能优化研究.docx

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2025-10-05 发布于上海
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基于变结构控制的二级倒立摆系统稳定性与性能优化研究

一、引言

1.1研究背景与意义

1.1.1研究背景

在控制理论的发展历程中，寻找一个能够有效检验各种控制理论和方法有效性的典型对象至关重要。倒立摆系统作为这样一个典型装置，以其独特的性质吸引了众多学者的关注。它是一个高阶次、不稳定、多变量、非线性且强耦合的系统，结构上通常由可以沿导轨来回运动的小车和小车上通过转轴固定的摆体构成，摆体数量决定了倒立摆的级数，如常见的一级、二级、三级倒立摆等。例如在实际的实验装置中，小车在电机的驱动下沿着水平导轨运动，摆杆则安装在小车上，可在垂直平面内自由摆动。

倒立摆系统的不稳定特性使其成为验证控制方法