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STM32，倒立摆
倒立摆控制系统是一个多变量、高阶次、强耦合非线性的自然不稳定系统，是检验各种控制理论的 理 想 模 型，一直是控制理论界关注的焦点［1］。倒立摆控制系统能较好地体现出系统稳定性、可控性和抗干扰能力，因此它的控制方法在工业控制、军工、航天、机器人等领域都获得了广泛应用。如何利用较低成本和较低功耗实现稳定可靠的倒立摆，成为当前的一大挑战。
1 倒立摆的研究摆是一种悬挂于定点、在重力作用下往复运动的机械装置。摆可以分为两大类，顺摆和倒立摆。顺摆的支点在上方，重心在下方，例如钟摆、吊车、杂技中的顶伞、旋转的芭蕾舞演员等都属于顺摆的情况。倒立摆与顺摆相反，支点在下方，重心在上方［2］。倒立摆系统是一种恒不稳定的非线性系统，控制比较复杂，应用非常广泛，例如火箭在空中的姿态调整、卫星在太空中的飞行姿态控制、智能平衡小车，以及机器人等各类复杂的控制系统，往往都是利用倒立摆的控制方法来实现［3］。可以说，倒立摆已经成为测试控制理论是否有效的试金石，也是产生新的控制方法的基础平台。倒立摆可以从级数、架构两方面进行划分。首先，从支点和摆的数量来看，可以划分为一级、二级、三级等倒立摆［4］。其次，从架构来看，可以划分为直线、环形和平面等类型。环形倒立摆也称为旋转型倒立摆，其摆体组件安装在可以自由运动的圆周运动模块上，控制难度更大。
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