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倒立摆系统是典型的机电一体化系统，是一种复杂、时变、非线性、强耦台、自然不稳定的高阶系统，许多抽象的控制要领如控制系统的稳定性、可控性、系统收敛速度和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统直观的表现出来。本文分析了倒立摆系统模型，设计了倒立摆系统结构，推导了系统的数学模型，并在MATLAB环境下利用倒立摆的状态方程设计最优控制法对其进行控制，并得出仿真结果。