以一阶直线倒立摆为研究对象，基于牛顿第二运动定律，在惯性坐标系内分析和建立倒立摆状态空间表达式数学模型，设计并实现了基于经典PID控制器、状态反馈控制器和全维状态观测器的状态反馈控制器的倒立摆控制系统。通过MATLAB脚本语言实现了倒立摆实时仿真与控制系统，结果表明：优化后的全维状态观测器的状态反馈控制器运行效果更优，仿真结果与实际设备运行状态基本吻合。
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