1. 研究目的与意义（文献综述）

1.课题目的及研究意义

倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。同时，其控制方法在军工、航天、机器人和一般工业过程领域中都有着广泛的用途，如机器人行走过程中的平衡控制、火箭发射中的垂直度控制和卫星飞行中的姿态控制等。

自然界的许多系统都不稳定的，其中最具有代表性的就是本文研究地倒立摆系统，我们的目的就是选择一个行之有效的控制方法来设计一个控制器，使不稳定的倒立摆受控对象变成一个趋于稳定的控制系统。到目前为止，已涌现出来各种各样的控制算法，比如模糊、神经网络、状态反馈、自适应、pid以及变结构等，他们都各自展现了其特有的控制能力。本文采用pid控制，运用simulink来创建倒立摆模型，并进行仿真，实现对倒立摆系统的稳定性控制。

2. 研究的基本内容与方案

1.本文主要介绍基于matlab的倒立摆pid控制算法及仿真。通过分析倒立摆的系统原理和物理模型，使用状态空间理论推导出其非线性模型,在平衡点处进行线性化得到倒立摆系统简化动态方程，建立起数学模型。通过matlab软件对倒立摆系统进行仿真，得到系统的响应曲线，实现对倒立摆系统的稳定和快速控制。

为了实现论证的成功，本文主要需要解决的三个问题：

1).建立倒立摆的数学模型，并对模型进行线性化；

3. 研究计划与安排

第1周~第3周 熟悉课题，收集资料，参阅有关文献，写出开题报告

第4周~第6周 熟悉matlab软件，并设计简单实例

第7周~第9周 设计数学模型，实现基本的功能

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 解金旺,徐文尚,徐学强.基于active x的matlab与vb的数据交换与集成开发[j].工业控制计算机

[2] 苏金明,黄国明,刘波等.matlab 与外部程序接口[m].北京:电子工业出版社

[3] 高会生,李新叶,胡智奇.matlab原理与工程应用[m].电子工业出版社