二轮平衡车控制系统研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第8-15页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第8-10页 |
| 1.1.1 课题背景 | 第8-9页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.3 运动控制策略研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第14-15页 |
| 第二章 基于牛顿经典力学的二轮自平衡小车建模 | 第15-28页 |
| 2.1 坐标系与模型参数设定 | 第15-17页 |
| 2.2 模型建模方法和实现 | 第17-22页 |
| 2.3 模型的验证实验 | 第22-25页 |
| 2.4 模型线性化简化 | 第25-27页 |
| 2.5 本章小结 | 第27-28页 |
| 第三章 基于线性二次型的控制器设计 | 第28-39页 |
| 3.1 系统特性分析 | 第28-33页 |
| 3.1.1 运动方程的解耦 | 第28-30页 |
| 3.1.2 能控性和能观性证明 | 第30-32页 |
| 3.1.3 离散化及其能控能观性证明 | 第32-33页 |
| 3.2 线性二次型最优控制算法基本原理 | 第33-35页 |
| 3.2.1 线性二次型最优控制简介 | 第33-34页 |
| 3.2.2 线性二次型最优控制性能指标描述 | 第34-35页 |
| 3.3 线性二次型状态反馈控制器实现 | 第35-38页 |
| 3.3.1 平衡性控制 | 第36-37页 |
| 3.3.2 行驶控制 | 第37-38页 |
| 3.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 第四章 二轮自平衡小车系统硬件设计 | 第39-52页 |
| 4.1 核心控制板设计 | 第39-41页 |
| 4.2 供电模块设计 | 第41-43页 |
| 4.3 姿态倾角检测模块 | 第43-47页 |
| 4.3.1 加速度计电路设计 | 第45-46页 |
| 4.3.2 陀螺仪电路设计 | 第46-47页 |
| 4.5 执行机构设计 | 第47-49页 |
| 4.5.1 车轮电机 | 第47页 |
| 4.5.2 电机驱动电路设计 | 第47-49页 |
| 4.6 其他外围器件 | 第49-50页 |
| 4.6.1 无线收发芯片 | 第49-50页 |
| 4.6.2 显示屏 | 第50页 |
| 4.7 本章小结 | 第50-52页 |
| 第五章 二轮自平衡小车软件设计 | 第52-58页 |
| 5.1 基于MC9S12XS128的软件结构 | 第52-55页 |
| 5.1.1 主程序流程 | 第52-53页 |
| 5.1.2 初始化程序 | 第53-54页 |
| 5.1.3 角度数据融合算法 | 第54-55页 |
| 5.2 基于NRF24L01的软件结构 | 第55-58页 |
| 5.2.1 工作模式配置 | 第55-57页 |
| 5.2.2 通信协议 | 第57-58页 |
| 第六章 实验结果及分析 | 第58-61页 |
| 6.1 平衡控制实验 | 第58-59页 |
| 6.2 小车行驶实验 | 第59-60页 |
| 6.3 本章小结 | 第60-61页 |
| 第七章 总结与展望 | 第61-63页 |
| 7.1 工作总结 | 第61页 |
| 7.2 展望 | 第61-63页 |
| 致谢 | 第63-64页 |
| 参考文献 | 第64-68页 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表的文章 | 第68-69页 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目 | 第69页 |
