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倒立摆是智能控制的理想实验对象．本文首先建立了直线三级倒立摆的非线性数学模型，然后在平衡点处对其线性化，再利用二次型最优控制理论，导出控制规律．本文以MATLAB为仿真工具，设计了一系列稳定摆动和加扰实验，通过分析三级摆仿真实验曲线，明确了加权矩阵Q中各权系数对倒立摆稳定影响的相对重要程度，由此来优化加权系数的选择．实验表明，这样选择参数后，系统显示出较好的鲁棒性及动态特性．