| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 1 绪论 | 第8-15页 |
| 1.1 倒立摆系统研究背景及意义 | 第8页 |
| 1.2 倒立摆系统的基本理论 | 第8-11页 |
| 1.2.1 倒立摆系统的分类 | 第8-10页 |
| 1.2.2 倒立摆系统的特性 | 第10页 |
| 1.2.3 倒立摆系统的建模方法 | 第10-11页 |
| 1.3 倒立摆系统的研究现状 | 第11-14页 |
| 1.3.1 倒立摆系统的自动摆起控制 | 第11-12页 |
| 1.3.2 倒立摆系统的稳摆控制 | 第12-14页 |
| 1.4 论文主要内容及工作 | 第14-15页 |
| 2 倒立摆系统的数学建模与定性分析 | 第15-26页 |
| 2.1 倒立摆系统的结构组成与简化 | 第15页 |
| 2.2 直线一级倒立摆的数学建模 | 第15-18页 |
| 2.2.1 一级倒立摆系统动力学分析 | 第15-17页 |
| 2.2.2 一级微分方程的线性化及状态空间表示 | 第17-18页 |
| 2.2.3 直线一级倒立摆的加速度模型 | 第18页 |
| 2.3 直线三级倒立摆系统的数学建模 | 第18-22页 |
| 2.3.1 三级倒立摆系统动力学分析 | 第18-20页 |
| 2.3.2 三级微分方程的线性化及状态空间表示 | 第20-22页 |
| 2.3.3 直线三级倒立摆的加速度模型 | 第22页 |
| 2.4 直线一、三级倒立摆系统的定性分析 | 第22-26页 |
| 2.4.1 稳定性、能控性和能观性概念及判据 | 第22-24页 |
| 2.4.2 一级和三级倒立摆系统的定性分析 | 第24-26页 |
| 3 直线三级倒立摆模糊控制的研究 | 第26-42页 |
| 3.1 线性二次型最优状态反馈(LQR)算法介绍 | 第26-27页 |
| 3.2 模糊控制 | 第27-32页 |
| 3.2.1 模糊控制理论基础 | 第28-30页 |
| 3.2.2 三级倒立摆模糊控制器的设计 | 第30-32页 |
| 3.3 变论域自适应模糊控制 | 第32-38页 |
| 3.3.1 变论域自适应模糊控制理论 | 第32-35页 |
| 3.3.2 变论域自适应模糊控制器的控制能力 | 第35-37页 |
| 3.3.3 三级倒立摆变论域自适应模糊控制器的设计 | 第37-38页 |
| 3.4 Simulink仿真结果比较与分析 | 第38-42页 |
| 4 扩展的卡尔曼滤波算法(EKF)对变论域模糊控制的优化 | 第42-51页 |
| 4.1 卡尔曼滤波算法 | 第42-46页 |
| 4.1.1 卡尔曼滤波算法介绍 | 第42-43页 |
| 4.1.2 扩展的卡尔曼滤波算法(EKF) | 第43-46页 |
| 4.2 扩展的卡尔曼滤波算法对三级倒立摆变论域模糊控制的改进 | 第46-51页 |
| 4.2.1 基于EKF的直线三级倒立摆的变论域自适应模糊控制 | 第46页 |
| 4.2.2 Simulink仿真与结果分析 | 第46-51页 |
| 5 基于能量算法的一级倒立摆起摆控制的研究与改进 | 第51-59页 |
| 5.1 能量起摆控制算法 | 第51-54页 |
| 5.1.1 能量控制策略 | 第51-53页 |
| 5.1.2 切换控制策略 | 第53-54页 |
| 5.2 基于改进的李亚普诺夫方程的能量控制 | 第54-55页 |
| 5.3 Simulink仿真及结果分析 | 第55-59页 |
| 5.3.1 能量起摆控制器设计 | 第55-56页 |
| 5.3.2 Simulink仿真结果比较与分析 | 第56-59页 |
| 6 倒立摆自起摆实物控制系统 | 第59-67页 |
| 6.1 直线一级倒立摆的实物控制系统介绍 | 第59-65页 |
| 6.1.1 倒立摆系统的硬件结构 | 第59-61页 |
| 6.1.2 倒立摆系统的软件设计 | 第61-65页 |
| 6.2 一级倒立摆自起摆实物控制 | 第65-67页 |
| 结论 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-71页 |
| 附录A 直线倒立摆系统物理参数 | 第71-72页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第72-73页 |
| 致谢 | 第73-75页 |
