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倒立摆系统是典型的快速、多变量、不稳定、强耦合系统。其研究已经深入到航天器姿态控制、机器人、导弹拦截系统等领域。本文分别对一级倒立摆和二级倒立摆系统的仿真和稳摆控制进行了研究，具体内容主要分为以下几部分：1.详细分析了倒立摆系统的控制原理，得到了一级倒立摆和二级倒立摆系统的近似模型，然后分别对一级倒立摆系统和二级倒立摆系统进行定性分析，得出两个倒立摆系统均是开环不稳定的，但在平衡点附近是可控、可观的，而二级倒立摆系统控制难度更大。2.简单介绍了PID控制原理，然后设计了PID控制器，在Matlab环境下针对一级倒立摆系统搭建了Simulink仿真平台，通过参数整定得出比较理想的仿真曲线。由于Matlab环境下可以实现对下位机的实时控制，因此在仿真的基础上搭建了GUI控制界面，将接口搭建好以后，把PID控制算法编写为S函数，通过调用S函数实现对一级倒立摆系统的实时控制。实验过程中的问题验证了PID控制算法的弊端。3.本文随后在一级倒立摆平台下进行了模糊算法的实时控制，在VC环境下编写了模糊算法，通过对比实时效果再次验证了PID控制算法的弊端。4.对模糊控制原理作了简单的介绍。主要针对二级倒立摆如何建立模糊控制器，首先设计了融合函数对其变量进行降维处理，然后介绍了如何进行模糊化、模糊推理和清晰化，模糊控制器设计好之后，在Matlab环境下搭建了Simulink仿真，并对仿真结果进行了分析。最后在VC实验平台先以二级倒立摆为例进行模糊控制算法的控制。经过大量的模糊规则修改与论域调整以后，二级倒立摆能够实现可控，为以后的深入研究奠定了基础。5.本文的最后列出了在学习过程中遇到的问题，以及是如何解决的，并总结了本文的成果与不足，同时提出了下一步的研究方向和重点。