触发一个限位开关，随后二级机械臂摆动至极限位置并触发另一个限位开关，完成初始化，此时的机械臂位置可以确定坐标原点，建立坐标系。通过软件可以控制两机械臂的转角从而使机械臂到达指定位置。3、观察倒立摆稳定控制过程由于目前针对二自由度平面倒立摆的起摆过程和起摆过程与稳定过程的平稳切换尚没有有效的控制手段，因此在本实验中需要以人力将摆杆起摆至平衡位置附近。而在起摆过程中需要平稳起摆，并且不能施加较大的人力，以防止机器损坏和对控制效果的影响。启动程序运行后，发现摆杆能够立起来，在到达平衡位置附近后，倒立摆系统检测到摆杆位置到达可控范围之内，此时控制方法生效，控制软件控制两级机械臂运动，从而实现摆杆的稳定控制。
图41实际控制效果
f但是受到环境条件的制约，例如空气流动，地面水平状况的影响，摆杆保持直立状态的时间并不是很长。
4、修改控制器参数，观察参数变化对控制效果的影响由于实验设备和学时限制，在本次实验中仅修改归零参数和地面参数。其中，归零参数主要控制倒立摆系统控制摆杆稳定时机械臂的位置，而对于本次实验使用的控制器而言，其对机械臂的要求是两机械臂夹角为90度。在归零参数适当时，两机械臂到达指定位置后机械臂夹角为90度。当归零参数不合适时，两机械臂到达指定位置后机械臂夹角不为90度。
图42地面参数设置界面
在本次实验中对控制效果有较大影响的为地面参数，该参数修改界面如图所示。在该控制系统中，地面参数关系到系统对摆杆稳定位置的判断，因此对控制结果有较大的影响。实验中，修改了地面参数后，摆杆仍实现了短时间的稳定控制，机械臂的振动幅度明显大于修改之前时进行控制时的振动幅度。
5、实验结果本次实验的实验结果显示，基于LQR方法的控制器能实现对二自由度平面倒立摆的稳定控制，并且在地面参数在一定范围内变化时，仍能保证对摆杆短时间的稳定控制。
五、实验收获与体会
实验前通过查阅有关论文和资料，认识了倒立摆的原理、分类、控制特点和研究现状；还按照实验要求预习了对于非线性系统控制的一些控制方法和理论，为实验做好充分的准备。实验过程中，结合实验指导书和师兄的操作，直观地感受了LQR方法对二自由度平面倒立摆的控制效果，对之前预习的内容有了深刻的
f理解；同时也让我明白了稳定性仅仅是系统的某一个指标，对控制系统而言，仅仅稳定是不够的，还要考虑注入调节时间、超调、震荡等动态性能及控制器所消耗的能量等因素。
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