倒立摆系统是一种典型的多变量、非线性、强耦合的自然不稳定系统,是控制领域研究的一个热点。对倒立摆系统进行研究不仅具有较强的理论意义,也具有较好的现实意义。本文围绕直线二级倒立摆系统,研究了基于RBF-ARX模型的非线性系统建模和预测控制的问题。为了克服传统物理建模方法的缺点,本文对倒立摆采用了系统辨识的方法进行建模,建立了直线二级倒立摆的ARX和RBF-ARX模型。本文介绍了ARX建模和RBF-ARX建模方法的原理,说明了建模的数据采集、模型参数的初始化以及模型阶次的选择原则等问题。本文详细介绍了直线二级倒立摆的ARX建模结果和RBF-ARX建模结果,并对ARX模型结果和RBF-ARX模型结果进行了比较。分析结果表明,RBF-ARX建模方法的建模效果更好,能更好的描述非线性系统的动态特性。在确定好直线二级倒立摆的建模方法的基础上,本文设计了直线二级倒立摆的仿真和实物控制实验。从直线二级倒立摆的基于RBF-ARX模型的预测控制器的仿真效果可以看出,在不同的摆杆角度初始值的条件下,该方法都能取得较好的效果。同时与基于ARX模型的预测控制器的仿真效果相对比的结果可以看出,基于RBF-ARX模型的预测控制的控制效果更为理想,验证了RBF-ARX模型和预测控制的有效性。由于直线二级倒立摆系统的实物控制极为复杂,在对其进行实物控制的时候采用了预测控制对其进行了初步的研究。本文图32幅,表2个,参考文献61篇。