| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第1章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 选题背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 国内研究情况 | 第12-13页 |
| 1.3 论文的研究内容 | 第13-14页 |
| 1.4 本章小结 | 第14-15页 |
| 第2章 两轮自平衡倒立摆式机器人系统硬件设计与实现 | 第15-33页 |
| 2.1 控制系统硬件总体设计 | 第15-16页 |
| 2.2 主控制器模块 | 第16-19页 |
| 2.3 电源模块 | 第19-22页 |
| 2.3.1 电源 | 第19页 |
| 2.3.2 电压转换模块 | 第19-21页 |
| 2.3.3 电压转换器 | 第21-22页 |
| 2.3.4 供电顺序 | 第22页 |
| 2.4 检测模块 | 第22-27页 |
| 2.4.1 姿态检测传感器模块 | 第22-25页 |
| 2.4.2 超声波模块 | 第25-26页 |
| 2.4.3 编码器模块 | 第26-27页 |
| 2.5 电机驱动模块 | 第27-30页 |
| 2.5.1 电动机 | 第27-28页 |
| 2.5.2 电机驱动 | 第28-30页 |
| 2.6 扩展功能 | 第30-32页 |
| 2.6.1 GPS模块 | 第30-31页 |
| 2.6.2 BMP180压力检测模块 | 第31页 |
| 2.6.3 HC-06蓝牙模块 | 第31-32页 |
| 2.7 本章小结 | 第32-33页 |
| 第3章 两轮自平衡倒立摆式机器人系统的控制策略 | 第33-49页 |
| 3.1 两轮自平衡倒立摆式机器人系统的建模 | 第33-41页 |
| 3.1.1 直流电机模型 | 第33-34页 |
| 3.1.2 车轮模型 | 第34-36页 |
| 3.1.3 车身模型 | 第36-39页 |
| 3.1.4 机器人模型 | 第39-41页 |
| 3.2 两轮自平衡倒立摆式机器人系统的控制算法 | 第41-48页 |
| 3.2.1 PID控制算法的介绍 | 第41-43页 |
| 3.2.2 PID控制器的设计与仿真 | 第43-48页 |
| 3.3 本章小结 | 第48-49页 |
| 第4章 两轮自平衡倒立摆式机器人系统的实现 | 第49-66页 |
| 4.1 两轮自平衡倒立摆式机器人系统开发平台 | 第49-52页 |
| 4.1.1 操作系统Debian介绍 | 第49页 |
| 4.1.2 BeagleBone Black的通信方式及软件开发平台 | 第49-52页 |
| 4.2 软件开发流程及程序设计 | 第52-62页 |
| 4.2.1 系统整体开发设计流程 | 第52-53页 |
| 4.2.2 系统的初始化 | 第53-54页 |
| 4.2.3 姿态传感器数据采集的程序设计 | 第54-57页 |
| 4.2.4 编码器测速的程序设计 | 第57-58页 |
| 4.2.5 超声波测速的程序设计 | 第58-60页 |
| 4.2.6 驱动模块的程序设计 | 第60页 |
| 4.2.7 核心控制部分的设计 | 第60-62页 |
| 4.3 系统实现 | 第62-65页 |
| 4.3.1 串联形式双闭环PID的实现 | 第63-64页 |
| 4.3.2 并联形式双闭环PID的实现 | 第64-65页 |
| 4.4 本章小结 | 第65-66页 |
| 第5章 总结与展望 | 第66-68页 |
| 5.1 总结 | 第66页 |
| 5.2 存在的问题和改进 | 第66-67页 |
| 5.3 展望 | 第67-68页 |
| 参考文献 | 第68-71页 |
| 致谢 | 第71页 |