基于Matlab GUI的倒立摆系统仿真平台设计

摘要：

倒立摆系统是"自动控制原理"课程中的典型控制系统,极点配置及LQR是常用的控制器设计方法.极点配置是通过设置极点确定状态反馈矩阵,LQR是通过设置L,Q参数确定最优反馈矩阵.为了快速确定倒立摆系统的反馈矩阵及闭环反馈系统,文中通过Matlab GUI编程设计一种倒立摆系统仿真平台.该仿真系统通过设置倒立摆的参数,可直接确定系统状态方程;通过对系统进行极点设置和L,Q参数设置,可直接求出相应的系统状态反馈矩阵;设置三种不同的输入信号,则能够显示对应的响应曲线图.所设计的倒立摆仿真平台具有图形化的界面,操作方便、应用灵活,可以根据设置系统的不同参数自动求解相应的系统状态参数,并直观地显示其对应的响应曲线.该仿真平台可用于课堂教学及实验教学中,以加深学生对倒立摆系统控制的理解,提高学生分析和解决问题的能力.

关键词：Matlab GUI、倒立摆系统、极点配置、LQR控制、参数设置、状态方程、反馈矩阵、响应曲线

所属期刊栏目：45

分类号：TN876⁃34;TP391.9(无线电设备、电信设备)

资助基金：国家自然科学基金;山东省研究生导师指导能力提升项目

在线出版日期：2022-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：143-147