双轮自平衡移动机器人的设计与研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第一章 绪论 | 第12-19页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-17页 |
| 1.2.1 国外现状 | 第13-15页 |
| 1.2.2 国内现状 | 第15-17页 |
| 1.3 平衡车的优势及所存在的问题 | 第17-19页 |
| 1.3.1 平衡车的优势 | 第17页 |
| 1.3.2 平衡车存在的问题 | 第17页 |
| 1.3.3 本文主要内容 | 第17-19页 |
| 第二章 载人平衡车的原理分析和控制策略 | 第19-28页 |
| 2.1 载人平衡车的工作原理 | 第19-20页 |
| 2.2 载人平衡车的数学模型 | 第20-22页 |
| 2.2.1 载人平衡车的受力情况 | 第20-22页 |
| 2.2.2 载人平衡车的微分方程 | 第22页 |
| 2.3 PID控制算法 | 第22-24页 |
| 2.4 姿态检测系统 | 第24-27页 |
| 2.4.1 陀螺仪与加速度计 | 第24-26页 |
| 2.4.2 旋转正交增量编码器 | 第26-27页 |
| 2.5 本章小结 | 第27-28页 |
| 第三章 平衡车硬件电路设计 | 第28-47页 |
| 3.1 机械结构设计 | 第28-30页 |
| 3.2 系统方案分析 | 第30-32页 |
| 3.3 控制电路开发 | 第32-34页 |
| 3.3.1 控制方案总图 | 第32页 |
| 3.3.2 最小控制单元 | 第32-34页 |
| 3.4 电源管理模块 | 第34-36页 |
| 3.5 姿态检测模块 | 第36-39页 |
| 3.5.1 陀螺仪加速度计 | 第36-38页 |
| 3.5.2 编码器模块 | 第38-39页 |
| 3.6 驱动电路开发 | 第39-44页 |
| 3.6.1 PWM驱动调速原理 | 第39-40页 |
| 3.6.2 H桥式电路驱动原理 | 第40-42页 |
| 3.6.3 驱动电路的实现 | 第42-44页 |
| 3.7 语音模块 | 第44-45页 |
| 3.8 遥控模块 | 第45-46页 |
| 3.9 本章小结 | 第46-47页 |
| 第四章 平衡车软件设计 | 第47-56页 |
| 4.1 软件系统总体结构 | 第47-48页 |
| 4.2 卡尔曼滤波和互补滤波融合算法 | 第48-52页 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波 | 第48-50页 |
| 4.2.2 互补滤波 | 第50-51页 |
| 4.2.3 两种算法的融合 | 第51-52页 |
| 4.3 PID控制器的软件实现 | 第52-55页 |
| 4.3.1 直立PD控制 | 第52-53页 |
| 4.3.2 速度PI控制 | 第53-54页 |
| 4.3.3 转向PD控制 | 第54-55页 |
| 4.4 平衡车软件优化 | 第55页 |
| 4.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 第五章 平衡车实验调试 | 第56-65页 |
| 5.1 电机闭环速度控制实验 | 第56-59页 |
| 5.1.1 实验准备和过程 | 第56-57页 |
| 5.1.2 实验结果及分析 | 第57-59页 |
| 5.2 机器人直立PD控制调试 | 第59-64页 |
| 5.2.1 机器人的组装 | 第59-60页 |
| 5.2.2 直立PD控制陀螺仪比例参数调试 | 第60-64页 |
| 5.2.3 直立PD控制参数整定 | 第64页 |
| 5.3 本章小结 | 第64-65页 |
| 第六章 总结与展望 | 第65-67页 |
| 参考文献 | 第67-70页 |
| 致谢 | 第70-71页 |
| 附录一 | 第71-72页 |
| 附录二 | 第72-77页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 | 第77页 |
