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本文在MATLAB 環境下建立了二級倒立擺的半物理實時仿真模型，并應用
線性二次型最優控制策略，設計了一個二級倒立擺LQR 控制器。在實驗中，運行
該半實物仿真模型，成功的使倒立擺穩定地平衡在“倒立”狀態。
倒立擺系統是一個典型的高階次、多變量、嚴重不穩定和強耦合的非線性系統。該系
統的特點與火箭飛行以及兩足機器人行走具有很大的相似性，因而對其研究具有重大的理論和實踐意義。在控制過程中，它能有效地反映諸如可整定性、魯棒性、隨動性以及跟蹤等許多控制中的關鍵問題，是檢驗各種理論的理想平臺。
而MATLAB 的應用一般多停留在數學仿真階段，在應用線性系統理論設計控制器時，
需要建立較精確的數學模型，而目前建模方法有很大局限性，由于現實世界中存在的大量的不確定因素，所以難以對其精確描述。
本文中的直線型二級倒立擺采用的是固高公司的 GT400SV 系列產品。GT-400-SV 是一
個復雜靈活的運動控制器，用戶能夠通過硬件設置和軟件編程，構成滿足自身應用需要的控制系統。本文在MATLAB 環境下設計出它的半物理實時仿真模型，并成功實現了對倒立擺的控制。
線性二次型最優控制策略，設計了一個二級倒立擺LQR 控制器。在實驗中，運行
該半實物仿真模型，成功的使倒立擺穩定地平衡在“倒立”狀態。
倒立擺系統是一個典型的高階次、多變量、嚴重不穩定和強耦合的非線性系統。該系
統的特點與火箭飛行以及兩足機器人行走具有很大的相似性，因而對其研究具有重大的理論和實踐意義。在控制過程中，它能有效地反映諸如可整定性、魯棒性、隨動性以及跟蹤等許多控制中的關鍵問題，是檢驗各種理論的理想平臺。
而MATLAB 的應用一般多停留在數學仿真階段，在應用線性系統理論設計控制器時，
需要建立較精確的數學模型，而目前建模方法有很大局限性，由于現實世界中存在的大量的不確定因素，所以難以對其精確描述。
本文中的直線型二級倒立擺采用的是固高公司的 GT400SV 系列產品。GT-400-SV 是一
個復雜靈活的運動控制器，用戶能夠通過硬件設置和軟件編程，構成滿足自身應用需要的控制系統。本文在MATLAB 環境下設計出它的半物理實時仿真模型，并成功實現了對倒立擺的控制。
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