倒立摆是典型的快速、多变量、高阶次、非线性、强耦合、自然不稳定系统。倒立摆系统的稳定控制是控制理论中的典型问题，结合课程设计的要求，本系统主要研究单级倒立摆，并将系统简化为小车和摆杆两部分。小车由电机带动，沿直线轨道移动。摆杆与小车铰接，可绕铰接点旋转。本文设定单级倒立摆系统的控制目标是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度，小车的位置尽可能回到原点处。
本文首先建立了单级倒立摆系统的非线性数学模型，经线性化处理得到其状态空间表达式。然后应用MATLAB 2020b建立了单级倒立摆系统的仿真模型并进行算法分析，在Simulink中进行仿真分析。完成稳定控制后，利用遗传算法对控制器进行改进。
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