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针对单级倒立摆的稳定性问题，建立了单级倒立摆系统的四阶非线性数学模型，运用多指标非线性控制方法，设计了一个多指标的非线性控制器，并借助于系统特征根配置的方法，整定了该控制器中的c、k参数，实现了小车的水平位置和摆杆角度的稳定控制．最后，同时对线性最优二次型调节器和多指标非线性控制进行仿真对比，仿真表明：与线性最优二次型调节器相比，多指标非线性控制方法在控制效果上更为令人满意．