| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 1 绪论 | 第10-17页 |
| ·选题背景及意义 | 第10页 |
| ·倒立摆的分类 | 第10-11页 |
| ·倒立摆相关控制问题及其研究现状 | 第11-13页 |
| ·平衡控制 | 第11-12页 |
| ·自动摆起控制 | 第12-13页 |
| ·非线性控制的经典方法和最近发展状况 | 第13-16页 |
| ·非线性控制的经典方法 | 第13-14页 |
| ·非线性控制的最近发展状况 | 第14-16页 |
| ·本文的主要工作 | 第16-17页 |
| 2 空间倒立摆建模 | 第17-43页 |
| ·预备知识 | 第17-20页 |
| ·动力学普遍方程和Lagrange方程 | 第17-19页 |
| ·保守系统的Lagrange方程 | 第19-20页 |
| ·空间n级倒立摆系统建模 | 第20-38页 |
| ·空间一级倒立摆模型 | 第20-24页 |
| ·空间二级倒立摆模型 | 第24-32页 |
| ·空间三级倒立摆模型 | 第32-35页 |
| ·空间n级倒立摆模型 | 第35-38页 |
| ·空间四级倒立摆模型 | 第38-42页 |
| ·模型建立 | 第39-41页 |
| ·空间四级倒立摆模型的二维退化 | 第41-42页 |
| ·小结 | 第42-43页 |
| 3 变增益LQR控制方法及其应用 | 第43-70页 |
| ·引言 | 第43页 |
| ·变增益LQR控制方法 | 第43-66页 |
| ·预备知识 | 第43-47页 |
| ·基于Lyapunov函数的控制器设计 | 第47-53页 |
| ·基于逐点线性化的控制器设计 | 第53-55页 |
| ·代数Riccati方程实时求解算法 | 第55-60页 |
| ·实例 | 第60-66页 |
| ·变增益LQG控制器 | 第66-69页 |
| ·连续时间系统扩展Kalman滤波器(EKF)基本原理 | 第66-67页 |
| ·变增益LQG控制器 | 第67-68页 |
| ·变增益LQG控制器在二级倒立摆上的应用 | 第68-69页 |
| ·小结 | 第69-70页 |
| 4 倒立摆的自动摆起控制 | 第70-104页 |
| ·基于变增益LQR控制方法的二级倒立摆自动摆起 | 第70-86页 |
| ·模型建立 | 第71-74页 |
| ·控制器设计 | 第74页 |
| ·u_1的设计 | 第74-77页 |
| ·u_2的设计 | 第77-84页 |
| ·u_3的设计 | 第84页 |
| ·仿真与实验 | 第84-86页 |
| ·三级倒立摆的自动摆起与稳定控制 | 第86-97页 |
| ·三级倒立摆模型 | 第86-88页 |
| ·控制器的设计 | 第88-96页 |
| ·仿真结果 | 第96-97页 |
| ·对逆系统轨迹控制二级倒立摆自动摆起控制器的改进 | 第97-103页 |
| ·模型建立与逆系统参考轨迹的选择 | 第97-99页 |
| ·H_∞增益调度反馈控制 | 第99-101页 |
| ·仿真实验及性能对比 | 第101-103页 |
| ·小结 | 第103-104页 |
| 5 空间四级倒立摆实物控制系统 | 第104-114页 |
| ·引言 | 第104页 |
| ·空间四级倒立摆的定性分析 | 第104-106页 |
| ·空间四级倒立摆实物控制系统 | 第106-108页 |
| ·空间四级倒立摆线性化模型与普通四级倒立摆线性化模型的关系 | 第106-108页 |
| ·空间四级倒立摆系统的控制方案 | 第108页 |
| ·空间四级倒立摆实物控制系统的硬件实现 | 第108-111页 |
| ·空间四级倒立摆系统的主要性能指标 | 第108-109页 |
| ·空间四级倒立摆系统的计算机控制系统 | 第109-111页 |
| ·空间四级倒立摆的实验结果分析 | 第111页 |
| ·小结 | 第111-114页 |
| 结论 | 第114-116页 |
| 参考文献 | 第116-124页 |
| 攻读博士期间获得的代表性成果 | 第124-125页 |
| 创新点摘要 | 第125-126页 |
| 致谢 | 第126-128页 |
| 作者简介 | 第128-130页 |