1. 研究目的与意义（文献综述）

项目背景：

倒立摆装置是世界公认的验证自动控制理论的典型实验设备，是控制理论科研中的最典型物理模型。1950 年代，麻省理工学院（mit）的控制论专家根据火箭发射助推器的原理设计了世界上第一台单级倒立摆系统。此后研究人员又在双足机器人的控制系统基础上设计出了二级倒立摆模型。再后来，三级、四级乃至更多级倒立摆模型相继出现。在倒立摆类型上来说：倒立摆已经由原来的直线一级倒立摆扩展出很多种类，典型的有直线倒立摆，环形倒立摆，平面倒立摆和复合倒立摆等。总的来说，虽然倒立摆的结构形式和类型多样，但无论何种级数和结构，所有的倒立摆都是一个多变量、强耦合、不稳定的非线性系统。同时，由于摩擦力的存在，该系统具有一定的不确定性。

研究目的：

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

研究内容包括以下几点：（1）建立倒立摆系统的非线性模型并且进行近似线性化处理从而获得系统在平衡点附近的线性化模型; （2）设计单级倒立摆系统的双闭环控制方案;（3）确定系统设计需用到器件的型号，搭建系统的硬件部分;(4)倒立摆控制系统采用pid控制算法，设计系统软件部分的流程图，编写相关程序并调试程序;（5）进行该系统matlab时域性能仿真，确保理论可行。

技术方案：

3. 研究计划与安排

第一周:查阅关于倒立摆系统的背景资料;

第二周:对查询到的资料进行整理分类删选对本设计有用的资料并进行归纳;

第三周:翻译相关英文文献，对查阅的资料和学习的知识进行整理归纳

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 黄忠霖等. 控制系统matlab计算及仿真[m]. 北京：国防业出版社，2009.

[2] 镇生编. 传感器及传感技术应用[m]. 北京：电子工业出版社，1999.

[3] 刘豹，唐万生. 现代控制理论[m]. 北京：机械工业出版社，2006.