两轮自平衡小车的模糊滑模控制研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 两轮自平衡车研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 国外发展状况 | 第10-12页 |
| 1.2.2 国内发展状况 | 第12-14页 |
| 1.3 控制算法综述 | 第14-15页 |
| 1.4 模糊控制与滑模控制研究综述 | 第15-16页 |
| 1.5 本文主要内容及章节结构安排 | 第16-17页 |
| 第二章 两轮自平衡小车控制系统实物搭建 | 第17-29页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 系统整体结构设计 | 第17-18页 |
| 2.3 系统硬件设计 | 第18-25页 |
| 2.3.1 电源模块 | 第18-20页 |
| 2.3.2 控制器模块及外围电路模块 | 第20-22页 |
| 2.3.3 电机驱动模块 | 第22-23页 |
| 2.3.4 姿态传感器模块 | 第23-24页 |
| 2.3.5 电路板制作 | 第24-25页 |
| 2.4 系统软件设计 | 第25-28页 |
| 2.4.1 主程序设计 | 第25-26页 |
| 2.4.2 中断程序设计 | 第26页 |
| 2.4.3 开发环境介绍 | 第26-27页 |
| 2.4.4 上位机选择 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 两轮自平衡小车的数学建模及原理分析 | 第29-41页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 系统坐标及参数变量 | 第29-31页 |
| 3.2.1 坐标系的建立 | 第29-30页 |
| 3.2.2 系统相关参数 | 第30-31页 |
| 3.3 两轮自平衡小车的模型建立 | 第31-36页 |
| 3.3.1 动力学模型 | 第31-34页 |
| 3.3.2 运动学模型 | 第34-35页 |
| 3.3.3 小车的运动轨迹分析 | 第35-36页 |
| 3.4 系统能控性和能观性分析 | 第36-38页 |
| 3.4.1 能控性分析 | 第36-37页 |
| 3.4.2 能观性分析 | 第37-38页 |
| 3.5 小车系统稳定性分析 | 第38-40页 |
| 3.6 本章小结 | 第40-41页 |
| 第四章 滑模变结构控制器的设计及仿真 | 第41-56页 |
| 4.1 引言 | 第41页 |
| 4.2 滑动模态的基本概念 | 第41-45页 |
| 4.2.1 滑动模态的定义 | 第41-42页 |
| 4.2.2 滑模变结构控制定义 | 第42-43页 |
| 4.2.3 趋近律理论 | 第43-44页 |
| 4.2.4 变结构控制的不变性及抖振现象 | 第44-45页 |
| 4.3 变结构控制器的设计 | 第45-49页 |
| 4.3.1 切换函数的选取 | 第45-48页 |
| 4.3.2 控制转矩的选取 | 第48-49页 |
| 4.4 两轮自平衡小车的滑模控制器设计 | 第49-53页 |
| 4.4.1 基于指数趋近律滑模控制 | 第49-51页 |
| 4.4.2 仿真结果分析 | 第51-53页 |
| 4.5 自适应指数趋近律滑模控制设计 | 第53-55页 |
| 4.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 第五章 自适应模糊滑模控制器的设计及仿真 | 第56-71页 |
| 5.1 引言 | 第56-57页 |
| 5.2 模糊的基本概念 | 第57-58页 |
| 5.3 自适应模糊滑模控制器设计 | 第58-64页 |
| 5.3.1 模糊自适应控制原理 | 第58-59页 |
| 5.3.2 建立模糊控制规则 | 第59-61页 |
| 5.3.3 模糊系统的逼近特性 | 第61-62页 |
| 5.3.4 两轮自平衡小车模糊滑模控制器设计 | 第62-64页 |
| 5.4 仿真结果分析 | 第64-69页 |
| 5.4.1 自适应模糊滑模控制仿真分析 | 第64-66页 |
| 5.4.2 鲁棒性分析 | 第66-69页 |
| 5.5 姿态平衡控制实时结果分析 | 第69-70页 |
| 5.6 本章小结 | 第70-71页 |
| 第六章 总结与展望 | 第71-73页 |
| 6.1 本文总结 | 第71页 |
| 6.2 研究展望 | 第71-73页 |
| 参考文献 | 第73-76页 |
| 附录一 插图清单 | 第76-78页 |
| 附录二 列表清单 | 第78-80页 |
| 致谢 | 第80页 |
