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倒立擺是典型的重上支下的系統(tǒng)，具有多個(gè)特點(diǎn)，包括不穩(wěn)定性、快速多變性、耦合性等，其系統(tǒng)成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室操作。而且倒立擺具有多種功能，能對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)、對(duì)機(jī)器人的行走和火箭發(fā)射等進(jìn)行控制，而且還能影響衛(wèi)星的飛行姿勢(shì)。因此，倒立擺的研究在理論突破和實(shí)踐應(yīng)用等方面具有重要意義。
起擺控制和穩(wěn)定控制是學(xué)術(shù)界對(duì)倒立擺研究的兩大內(nèi)容。所謂起擺控制就是倒立擺從初始位置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)達(dá)到指定工作位置的控制，能量反饋法能夠很好地實(shí)現(xiàn)倒立擺的起擺控制。而穩(wěn)定控制是對(duì)倒立擺工作平衡點(diǎn)的控制，其控制規(guī)律眾多，較有名的是應(yīng)用于倒立擺系統(tǒng)平衡穩(wěn)定控制的二次最優(yōu)控制及基于方法創(chuàng)新的智能控制。
但是大部分關(guān)于倒立擺的文獻(xiàn)都限定在一種控制器的研究上，各個(gè)控制器之間的優(yōu)缺點(diǎn)不能有效地體現(xiàn)出來。因此，如何用統(tǒng)一的方法標(biāo)準(zhǔn)對(duì)個(gè)控制器進(jìn)行評(píng)估將是未來研究的重點(diǎn)。本文將通過MATLAB對(duì)3種控制器模糊控制器、線性二次型調(diào)節(jié)器（LQR控制器）和比例一積分一微分控制器（PID控制器）進(jìn)行建模評(píng)估，進(jìn)而比較和分析各控制器優(yōu)缺點(diǎn)，為以后進(jìn)行倒立擺平衡控制提供理淪依據(jù)。
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