一级倒立摆系统分析(共18页).docx

精选优质文档-倾情为你奉上一级倒立摆的系统分析一、 倒立摆系统的模型建立如图1-1所示为一级倒立摆的物理模型小 车导 轨xlF摆杆图1-1 一级倒立摆物理模型对于上图的物理模型我们做以下假设：M：小车质量m：摆杆质量b：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（考虑到摆杆初始位置为竖直向下）图1-2是系统中小车和摆杆的受力分析图。其中，N和P为小车与摆杆相互作用力的水平和垂直方向的分量。注意：实际倒立摆系统中的检测和执行装置的正负方向已经完全确定，因而矢量方向定义如图所示，图示方向为矢量正方向。FNPMXBxXmgNPI图1-2 小车及摆杆受力分析分析小车水平方向受力，可以得到以下方程：Mx-x- (1-1)由摆杆水平方向的受力进行分析可以得到以下方程：