控制工程基于MATLAB-GUI的一级倒立摆控制仿真软件设计：教学与实验多功能平台构建(含详细代码及解释）

内容概要：该论文设计了一个基于MATLAB GUI的一级倒立摆控制仿真软件。首先建立了小车倒立摆的数学模型，推导出其状态空间方程。然后利用MATLAB的GUI工具箱开发了交互式仿真界面，包含参数设置、控制算法选择（如LQR、PID）、实时动画和曲线显示等功能。该软件通过回调函数实现前后台交互，使学生能直观理解控制算法效果，提高学习兴趣和教学效率。相比传统SIMULINK仿真，该GUI界面更直观易用，适合控制原理初学者。此外，论文还扩展了多种控制算法（如极点配置、ADRC）和教学辅助功能（如3D动画、性能指标分析），并提出了系统架构优化建议和教学应用扩展功能。 适合人群：具备一定MATLAB基础的控制理论初学者、高校教师和学生。 使用场景及目标：①用于控制理论课程的教学演示，帮助学生直观理解控制算法的效果；②作为学生实验平台，进行倒立摆控制系统的仿真实验；③作为控制算法研究的快速原型验证工具，测试不同控制算法的性能。 其他说明：该系统不仅复现了论文所述功能，还增加了ADRC等现代控制算法、3D动画展示、实验案例库、故障模拟、性能量化分析和报告生成等功能。所有代码采用模块化设计，建议运行环境为MATLAB R2020b及以上版本。