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针对非线性倒立摆系统，利用小台车平移速度与摆偏角角速度之比，设计了分区的Lyapunov函数和基于自适应律的分段切换控制律。由于该方法考虑了导轨摩擦和节点摩擦对系统的影响，设计的控制律具有较强的鲁棒性，较好地解决了摆的偏角和小车位移非线性强耦合带来的困难，并且得到的是全局渐近稳定的结果。该方法计算简单，且自适应律的应用减少了保守性。最后通过倒立摆实例，利用所设计的控制器进行Matlab仿真，仿真结果验证了所设计控制器的可行性和有效性。