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应用第一类拉格朗日方法对系统进行力学分析，建立了以电机转矩为输入且轮在轴向无滑移的非完整约束下系统的数学模型．双轮共轴移动式倒立摆的运动控制目标是移动式倒立摆在二维平面内按指定的方向和速度运动，同时保持摆杆平衡．利用状态反馈，构造闭环系统的状态方程，通过极点配置求得控制量．仿真结果验证了系统状态方程的正确性和控制方法的合理性．