1、倒立擺系統(tǒng)具有形象、直觀、結構簡單、構件組成參數(shù)和形狀易于改變、成本低廉等優(yōu)點，所以倒立擺系統(tǒng)成為自動控制領域上教學、實驗和科研的理想平臺。倒立擺控制系統(tǒng)的魯棒性、控制的非線性、隨動問題和跟蹤問題等的研究都可以通過其非線性、多變量、高階次、強耦合、絕對不穩(wěn)定的固有屬性表達出來。因此，從長遠的眼光來看，研究倒立擺系統(tǒng)的理論和方法意義非凡。
　　本文研究對象是深圳固高科技有限公司生產(chǎn)的GLIP2003型的三級倒立擺裝置，首先建立直線二

2、級、三級倒立擺的動力學模型、圍繞著直線二級、三級倒立擺的穩(wěn)定控制算法、實驗系統(tǒng)的軟硬件介紹及 MATLAB/Simulink的仿真情況等一系列的內(nèi)容展開研究，大致圍繞以下幾個個方面進行介紹：
　　(1)有關倒立擺系統(tǒng)的概述。圍繞著倒立擺系統(tǒng)的基本理論展開，其包括倒立擺的分類、特性及建模的方法，并著重介紹了針對穩(wěn)擺控制時的倒立擺系統(tǒng)在典型控制策略領域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并簡要分析了這幾種典型控制策略的優(yōu)劣及發(fā)展前景。
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3、介紹經(jīng)分析力學的拉格朗日法建立直線二級、三級倒立擺的動力學模型，并基于直線二級、三級倒立擺的數(shù)學模型分析各自的穩(wěn)定性、能控、能觀特性。
　　(3)通過對直線二級倒立擺的定性分析后，設計針對直線二級倒立擺穩(wěn)定的控制器，并采用多種控制策略，包括模糊控制、滑模變結構控制、模糊滑模變結構控制，并分別基于三種控制器對直線二級倒立擺進行 MATLAB/Simulink的仿真試驗，通過對比研究發(fā)現(xiàn)控制效果的優(yōu)劣。
　　(4)通過對直線三級

4、倒立擺的定性分析后，設計針對直線三級倒立擺穩(wěn)定的控制器，并采用多種控制策略，包括線性二次型（LQR）控制、遺傳算法控制、模糊控制，并分別基于三種控制器對直線三級倒立擺進行 MATLAB/Simulink的仿真試驗，通過對比研究發(fā)現(xiàn)控制效果的優(yōu)劣。
　　(5)詳細介紹固高科技 GLIP2003型直線三級倒立擺的實物控制系統(tǒng)的軟硬件構成，特別是MATLAB/Simulink的實時工具箱RTW（Real-Time Workshop）的實