| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题的研究背景及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 单球机器人的研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 国外的研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 国内的研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3 论文的主要工作 | 第16-18页 |
| 第2章 单球机器人的机械结构和硬件选型 | 第18-27页 |
| 2.1 单球机器人的工作原理 | 第18-19页 |
| 2.2 单球机器人的机械结构 | 第19-20页 |
| 2.3 单球机器人的电气系统 | 第20-26页 |
| 2.3.1 机器人的控制单元 | 第20-21页 |
| 2.3.2 机器人的驱动单元 | 第21-24页 |
| 2.3.3 机器人的传感器单元 | 第24-26页 |
| 2.4 本章小结 | 第26-27页 |
| 第3章 单球机器人动力学模型 | 第27-37页 |
| 3.1 机器人系统坐标系的建立 | 第27-29页 |
| 3.1.1 平面的投影 | 第27-28页 |
| 3.1.2 坐标系的定义 | 第28-29页 |
| 3.2 单球机器人系统动力学建模 | 第29-34页 |
| 3.2.1 机器人系统在YOZ平面的动力学建模 | 第30-33页 |
| 3.2.2 机器人系统在XOY平面的动力学建模 | 第33-34页 |
| 3.3 模型的能控能观性分析 | 第34-35页 |
| 3.4 本章小结 | 第35-37页 |
| 第4章 单球机器人控制模型的设计 | 第37-48页 |
| 4.1 线性二次型最优控制理论 | 第37-38页 |
| 4.2 线性二次型最优控制状态的问题分类 | 第38-40页 |
| 4.2.1 有限时间状态 | 第38-39页 |
| 4.2.2 无限时间状态 | 第39-40页 |
| 4.3 最优控制的本质 | 第40页 |
| 4.4 基于LQR理论的控制器 | 第40-47页 |
| 4.4.1 建立机器人线性二次型最优控制模型 | 第40-41页 |
| 4.4.2 控制器的数值仿真实验 | 第41-47页 |
| 4.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 第5章 基于虚拟样机的仿真实验 | 第48-67页 |
| 5.1 仿真环境简介 | 第48-49页 |
| 5.1.1 虚拟样机技术 | 第48-49页 |
| 5.1.2 Matlab/Simulink介绍 | 第49页 |
| 5.2 机器人的虚拟样机建模 | 第49-53页 |
| 5.2.1 模型的导入 | 第49-50页 |
| 5.2.2 环境设置和约束副的添加 | 第50-51页 |
| 5.2.3 球型轮与万向轮之间的运动关系 | 第51-53页 |
| 5.3 Adams与Matlab联合仿真 | 第53-56页 |
| 5.3.1 联合仿真机械系统的建立 | 第53-55页 |
| 5.3.2 Matlab/Simulink控制系统建立 | 第55-56页 |
| 5.4 仿真实验与结果分析 | 第56-65页 |
| 5.5 本章小结 | 第65-67页 |
| 总结和展望 | 第67-69页 |
| 致谢 | 第69-70页 |
| 参考文献 | 第70-74页 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 | 第74页 |