1. 实验介绍

倒立摆（Inverted Pendulum）是典型的多变量、高阶次、非线性、强耦合、自然不稳定系统。倒立摆系统的稳定控制是控制理论中的典型问题，能有效反映控制理论中的许多关键问题，如非线性问题、鲁棒性问题、随动问题、镇定、跟踪问题等。因此倒立摆系统作为控制理论教学与科研中典型的物理模型，常被用来检验新的控制理论和算法的正确性及其在实际应用中的有效性。

图1-1 Simulink倒立摆模型

本实验设计包含Matab-Simulink模型修改，测点、通道、AOE图配置表格的编写，低代码控制器的连接与使用。基于低代码控制器无需编程的特点，通过硬件在环的仿真方式，可以免除学员为学习编程语言带来的额外负担，更加专注于控制本身，加深学员对控制原理的理解与掌握。

2. 实验目标

2.1 成功连接并运行低代码控制器；

2.2 实现Simulink模型与低代码控制器的硬件在环通信；

2.3 基于倒立摆控制原理，编写低代码控制器配置表格并成功实现控制。

3. 实验模型

本实验原始模型来自于Simulink官方的倒立摆控制模型，在MATLAB命令行窗口中输入命令：penddemo；可打开该模型，如下图所示：

该模型中包含LQR控制模块、前馈控制模块与PI控制模块，当采用低代码控制器时，需要将所有的控制模块替换为S-函数，在S-函数中实现与低代码控制器通信功能，上送倒立摆数据并接收控制信号，修改后的模型如下图所示：

4. 实验步骤

低代码控制器的特点在于不需要对控制器进行代码的编写，只要在excel文件之中进行测点配置、通信通道和AOE配置就可以实现相应的控制。将控制器电源线与电源相连，打开电源开关，再用网线将控制器与计算机连接，就可以使用。利用发现工具获得控制器ip，如下图所示：

当控制器启动并接入计算机，被计算机发现后，可以得到如下界面（打开一个浏览器，并输入控制器地址也可以得到如下界面）。

点击界面中控制器id，进入控制器配置界面，选择并导入测点、通道和AOE配置文件（excel文件另存为.csv格式文件后使用，可点击文末附件下载配置文件和仿真模型，其中points-aoe-penddemo.csv为测点配置文件，tcp-mbd-transport.csv为通道配置文件，aoe-penddemo.csv为AOE配置文件，penddemo_test.slx为仿真模型，modbusCom.m为S-函数源文件），点击界面中的“reset”即可保存配置并运行控制器。

5. 运行结果

先运行低代码控制器，再运行Simulink模型，进行仿真。得到的利用低代码控制器的控制结果如下所示：

由该仿真实验可以看出，使用低代码控制器并不需要繁复的程序代码编写，只需要编写测点配置、通信通道配置和AOE配置文件就可以实现通信和控制功能，与目前常用的其他控制器相比，更方便于非编程技术背景人员的应用。

倒立摆仿真实验AOE配置文件下载链接：

倒立摆.rar