曾介绍的倒立摆系统,现重绘于下图。图中,摆长为L,不计长杆质量,末端小球质量为m,θ(t)是偏离垂线之角度,重力
曾介绍的倒立摆系统,现重绘于下图。图中,摆长为L,不计长杆质量,末端小球质量为m,θ(t)是偏离垂线之角度,重力加速度为g,a(t)是小车加速度,x(t)表示扰动(如风吹)引起的角加速度。质量沿垂直于杆方向的加速度应等于沿此方向施加之各种加速度之和,包括重力加速度、小车加速度和扰动加速度,按此要求建立的系统动态方程如下:
此模型为非线性微分方程,在摆处于垂直位置附近,即θ(t)很小的情况下,取如下近似:sin[θ(t)]≈θ(t),cos[θ(t)]≈1,得到如下简化的线性方程