問題描述
現有一個Solidworks中的小車模型，如圖所示。
現在需要在matlab中進行物理仿真，所以需要在matlab中建立物理模型，這里使用Simscape較為合適。
導入模型到matlab中
分別將車身（除輪子以外的部分）與車輪保存為stl或step格式。
在simulink中創建file solid，file為先前保存的車身、車輪。
建立模型
步驟
我們可以對首先建立一個與實際情況近似的模型，使機構基本能夠工作，后續迭代可以逐漸增加模型的復雜度。建模步驟按照下述方法進行：
1.定義機構中的剛體
2.定義剛體之間的連接(關節、約束等)
3.孤立地考慮每一個剛體，建立剛體的簡單近似模型。
4.利用關節/約束等組裝剛體。
模型建立
1)理論模型
圖1 理論模型圖
平衡車可以看成一個倒立擺，車輪與車體之間由轉動副連接，車輪與地面之間相當於一個移動副(棱柱副)。
需要注意兩個細節：
轉動副和移動副會提供一個自由度，這個自由度必須沿成這樣，它連接兩個剛體，轉軸必須是z軸，所以應當做好連接部分的坐標變換，使得連接處的轉軸為z軸。這個非常重要！！
revolute joint prismatic joint
現在我們在matlab命令行輸入smnew建一個模板，如圖所示。
2)車體
車體需要提供一個連接口，位置在圖1中的ro處，以便與輪子用轉動副連接，這個需要用Rigid Transform來實現，這個模塊就是用來變換坐標的，B為Base frame(基本構架)，F為follower frame(下一個構架)。
不論怎么變換，最后注意z軸與轉軸方向一致，如圖所示：
提示一下，可以連接到世界坐標系運行，這樣可以看到模型，方便調整，弄完后封裝為子系統（Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ）全都選中就可以封裝，如果有興趣，還可以右鍵->Mask弄一個小界面，最后就像這樣。
3)車輪
車輪要提供兩個接口，一個用於連接棱柱副，車體的移動方向要為z軸，一個用於連接轉動副，輪子的轉動軸要為z軸。
封裝好后：
4)連接成整體模型
這里我們為了進行PID控制，要在轉動副上添加傳感器，在移動副上施加力。
用input port 和output port把這幾個模塊信號引出，再封裝成子系統：
控制
直立控制
直立控制很簡單，當擺桿向下運動的時候，受重力作用，擺桿會加速向下，那么怎么給擺桿一個反力呢，那就需要給下方的車一個同向的加速度，產生一個反力，這個反力應當包括回復力$k_1{\theta}$和阻尼力$k_2{\theta}^{\prime}$,其中$k_1,k_2$為比例系數(阻尼力可以使擺盡快穩定)：
在模型中表示就是：
然后就是調節PD參數的時候(I不管)，不斷調節，使小車能夠穩定即可。
目前的效果：
