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专 业 实 验 报 告 实验名称倒立摆实验实验时间 姓名学号一、实验内容1、直线一级倒立摆建模1.1 受力分析针对直线一级倒立摆，在实际的模型建立过程中，可忽略空气流动阻力和其它次要的摩擦阻力，则倒立摆系统抽象成小车和匀质刚性杆组成的系统，如图所示。图1 小车系统各参数定义：M：小车质量 m：摆杆质量 ：小车摩擦系数 l: 摆杆转动轴心到杆质心的长度I：摆杆惯量 F：加在小车上的力 X：小车位置 ：摆杆与垂直向上方向的夹角：摆杆与垂直向下方向的夹角摆杆受力和力矩分析图2 摆杆系统摆杆水平方向受力为：H摆杆竖直方向受力为：V由摆杆力矩平衡得方程： （1）代入V、H，得到摆杆运动方程。 当时，线性化运动方程：1.2 传递函数模型以小车加速度为输入、摆杆角度为输出，令a=x，进行拉普拉斯变换得到传递函数： （2）倒立摆系统参
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