因为系统具有不稳定性，所以其研究难度会有所加大，且在通过将线性系统转化 转化为非线性系统仍是一个较难得突破口 1。

在前一百多年前，倒立摆的的初步模型被研究出来。由于倒立摆系统处于雏 形阶段，致使其系统具有一定的不确定因素，这也是倒立摆系统受到诸多专家、 学者探究的缘由。不确定因素可以概括为以下两个方面：一方面是系统的各项参 数不能够被设定；另一方面是在外部的干扰下系统无法保持稳定。在对不同情况 下的倒立摆系统进行探究和寻找不同方案进行试验仍是研究人员的主要任务。对 倒立摆系统的控制是为了找到一个控制方案让其系统可以在不稳定的情况下达到 可控的效果。其预期效果是将摆杆可以在一个不稳定的环境下可以保持竖立。

1。1。2 倒立摆的实际应用

在现实生活中，很多的应用都加入了倒立摆的理论。在机器人的研究中就涉 及一些关于倒立摆的应用。众所周知，美国早在四十多年前制造出了第一个机器 人，但是到目前为止，一些关键性的问题科学家们仍在这一领域仍未做出实质性 的突破。这不禁引起专家们的反思，也是专家们在这一领域不断探索的不竭动力

2。再比如说空间飞行器稳定的维持与倒立摆系统的稳定性问题，在本质上极为 相似。由此可以看出倒立摆系统在航天航空控制领域中也有着不可忽视的研究意 义。综上，倒立摆系统在人工智能以及航天航空等领域的广泛应用，使我们认识 到倒立摆系统的研究、发展，对控制领域发展的也有不可忽视的意义。

1。1。3 对倒立摆开发的作用

自动化研究与倒立摆的系统控制理论有着很密切的关系，通常把倒立摆的系 统控制理论对自动化理论和建模用于参照，并在一定程度上可以对自动化研究提 供帮助。研究人员自从倒立摆系统理论出现后，越发的关注这个理论，也投入了 很大的精力去研究这个理论。当然这是针对整个倒立摆系统而言的。对倒立摆系 统的研究不断地深刻，加大了研究人员在多方面对倒立摆系统的应用，也让其发 展的更加完善。

在控制理论中的倒立摆系统是不稳定的，在其具有的非线性，不稳定和多变 量的特点下，同时，在系统运行时也会受到系统外部的影响，所以寻找一个可靠 的控制方案是很重要的 3。倒立摆在运用到实际的实验中，在自动化的研究技术 中也有着举足轻重的地位。无论是摆杆角度的变化、位置的改变还是需要控制的 时间，我们只需根据所得出的效果就能找到相对应的结论。

在经典控制理论中，主要运用线性建模的方法，但在面对非线性系统时通常 不能很好地提供解决方案，因此在非线性控制系统时多数方案利用状态反馈法， 这样可以很好的简化系统的复杂性，减少输出输入的变量，也使系统能最大化线 性化，使控制系统变得更加简便。

那么我们如何在实验中了解倒立摆系统的特点？研究小车上的摆杆，在摆杆 稳定的基础上对小车进行受力分解，后可得出小车摆杆的运动角度和小车受力后 的位移方程，载对上述的方程进行分析得出关于倒立摆系统的数学模型。在这个 过程中我们可以看出，在较大摆动的情况下，系统需要有充足的裕量使其能够处 理大幅摆动。但利用经典控制理论的频域来以此为基础的研究则将研究对象的范 围变广。

1。2 倒立摆系统研究现状

在研究中现代控制理论填充了经典理论的不足之处，使控制理论的到了进一 步的发展，基于以上特点，我们可以看出相较经典控制理论而言，其系统性更强。 在技术日益更新的年代，在各个领域中有着很多现代控制理论的身影，同样在倒 立摆控制理论中也运用了大量的现代控制理论。由于科学家们的不懈努力，使得 倒立摆在实验与实践中不断地被论证，研究成果越来越好。除此之外，与之有关 的理论技术中的技术也得到了相应地发展，前景值得期待。文献综述 MATLAB非线性控制系统的应用研究以倒立摆为例(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_82763.html