李春泉，徐少平

（1.南昌大学 信息工程学院，江西 南昌330031；2.南昌大学 机电工程学院，江西 南昌330031）

0 引 言

倒立摆模型作为一类非线性不稳定系统的典型代表，时常用于控制算法教学和研究中。“可控性”、“稳定性”、“收敛速度”等控制算法呈现的特征，常常通过对倒立摆系统建模和仿真进行直观刻画。由于倒立摆的建模较为简单，一些控制理论和控制算法，例如”PID“、”LQR“方法等也常常通过倒立摆系统验证控制算法的有效性。这些试验结果也使得一些抽象的控制理论，变得更加简单、浅显易懂。由于倒立摆系统的具有诸多其它模型所不具备的特点［1－3］，故无论是对现有的控制理论进行学习和延拓，还是研究和探索新的控制理论和算法，倒立摆都是首选不二的实验对象平台。现有的商业倒立摆系统性能良好，有许多优点，例如：使用方便，能够快速进行控制算法验证等。然而，通用性差，用于试验的模块被商家固化，一些技术环节被加密，不便于系统的扩展、改装和升级，大大限制了倒立摆系统的功能。特别是进行一些新的控制算法的研究和探索中，由于倒立摆本身的硬件和软件参数很多被商家固化，对于分析和研究算法更是带来了许多束缚。为了克服商业倒立摆存在的问题，一种基于MATLAB/SIMULINK实时倒立摆试验平台被设计和实现。该倒立摆系统由上位PC机，运动控制卡，交流伺服驱动器系统，倒立摆本体和实 时 Real－Time Windows Target实 时 内 核 构 成［4－11］。对于探索和研究新的控制算法而言，该倒立摆系统通用性能高，倒立摆系统的软件和硬件参数完全透明，无任何加密或者固化，方便算法研究者进行算法设计和实现。……