一种基于云模型的两轮平衡车设计
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-23页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第15-16页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第15-16页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第16页 |
| 1.2 研究现状 | 第16-22页 |
| 1.2.1 国内外研究现状 | 第16-20页 |
| 1.2.2 避障研究现状 | 第20-21页 |
| 1.2.3 云模型研究现状 | 第21页 |
| 1.2.4 发展趋势 | 第21-22页 |
| 1.3 论文研究内容及重难点 | 第22-23页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第22页 |
| 1.3.2 研究重难点 | 第22-23页 |
| 第2章 两轮平衡车建模及仿真 | 第23-47页 |
| 2.1 引言 | 第23页 |
| 2.2 性能分析 | 第23-24页 |
| 2.2.1 平衡分析 | 第23-24页 |
| 2.2.2 避障分析 | 第24页 |
| 2.3 两轮平衡车建模 | 第24-37页 |
| 2.3.1 运动学模型(牛顿法建模) | 第25-27页 |
| 2.3.2 动力学模型(拉格朗日法建模) | 第27-34页 |
| 2.3.3 MATLAB仿真 | 第34-37页 |
| 2.4 姿态信息采集分析 | 第37-41页 |
| 2.4.1 MPU-6050传感器 | 第37-38页 |
| 2.4.2 加速度计分析 | 第38-39页 |
| 2.4.3 陀螺仪分析 | 第39-40页 |
| 2.4.4 姿态测量误差分析 | 第40-41页 |
| 2.5 姿态信号融合滤波 | 第41-45页 |
| 2.5.1 数据融合方案 | 第41页 |
| 2.5.2 卡尔曼滤波设计 | 第41-43页 |
| 2.5.3 仿真验证 | 第43-45页 |
| 2.6 小结 | 第45-47页 |
| 第3章 云模型避障控制设计 | 第47-61页 |
| 3.1 引言 | 第47页 |
| 3.2 避障策略设计 | 第47-49页 |
| 3.2.1 障碍物信息分类 | 第47-48页 |
| 3.2.2 避障控制流程 | 第48-49页 |
| 3.3 云模型的控制原理 | 第49-54页 |
| 3.3.1 云模型定义 | 第49-50页 |
| 3.3.2 云模型映射特性 | 第50-52页 |
| 3.3.3 云发生器 | 第52-53页 |
| 3.3.4 不确定性推理 | 第53-54页 |
| 3.4 云模型避障控制器设计 | 第54-56页 |
| 3.4.1 传感器测距方案 | 第54-55页 |
| 3.4.2 云模型控制器 | 第55-56页 |
| 3.5 避障控制云化过程 | 第56-59页 |
| 3.5.1 输入输出云化 | 第56-58页 |
| 3.5.2 推理规则建立 | 第58-59页 |
| 3.6 小结 | 第59-61页 |
| 第4章 两轮平衡车系统设计 | 第61-85页 |
| 4.1 引言 | 第61页 |
| 4.2 总体设计 | 第61-62页 |
| 4.3 系统硬件 | 第62-72页 |
| 4.3.1 核心控制模块 | 第64页 |
| 4.3.2 姿态检测模块 | 第64-65页 |
| 4.3.3 无线通讯模块 | 第65-66页 |
| 4.3.4 电机驱动及接口电路 | 第66-67页 |
| 4.3.5 NRF24L01接口电路 | 第67-68页 |
| 4.3.6 避障传感器及接口电路 | 第68-71页 |
| 4.3.7 LED模块接口 | 第71页 |
| 4.3.8 主控板PCB | 第71-72页 |
| 4.4 系统软件 | 第72-84页 |
| 4.4.1 开发环境 | 第72-73页 |
| 4.4.2 软件流程 | 第73-74页 |
| 4.4.3 PID控制器程序 | 第74-77页 |
| 4.4.4 两轮平衡车直立控制 | 第77-79页 |
| 4.4.5 两轮平衡车速度控制 | 第79-82页 |
| 4.4.6 两轮平衡车转向控制 | 第82-84页 |
| 4.5 小结 | 第84-85页 |
| 第5章 云模型避障控制实验 | 第85-101页 |
| 5.1 引言 | 第85页 |
| 5.2 无线通讯实验 | 第85-91页 |
| 5.2.1 蓝牙模块性能测试 | 第85-87页 |
| 5.2.2 APP功能实现 | 第87-91页 |
| 5.3 滤波实验 | 第91-93页 |
| 5.4 避障实验 | 第93-99页 |
| 5.4.1 推理映射仿真 | 第93-96页 |
| 5.4.2 运行实验 | 第96-99页 |
| 5.5 小结 | 第99-101页 |
| 第6章 总结和展望 | 第101-103页 |
| 参考文献 | 第103-106页 |
| 附录 | 第106-108页 |
| 附录1 原理图 | 第106-107页 |
| 附录2 PCB | 第107-108页 |
| 硕士期间成果 | 第108-110页 |
| 致谢 | 第110页 |
