| 摘要 | 第1-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 目录 | 第8-11页 |
| 第一章 绪论 | 第11-29页 |
| ·引言 | 第11-12页 |
| ·自行车机器人的研究现状 | 第12-22页 |
| ·国外自行车机器人研究现状 | 第12-19页 |
| ·国内自行车机器人研究现状 | 第19-22页 |
| ·自行车机器人研究存在的问题 | 第22页 |
| ·欠驱动非完整约束系统的建模方法 | 第22-26页 |
| ·欠驱动机械系统的定义及特征 | 第23-24页 |
| ·非完整约束系统的定义 | 第24页 |
| ·欠驱动非完整约束系统的动力学分析方法 | 第24-26页 |
| ·欠驱动非线性系统的控制方法 | 第26-27页 |
| ·本论文研究的主要内容 | 第27-29页 |
| 第二章 前轮驱动自行车机器人动力学研究 | 第29-57页 |
| ·引言 | 第29页 |
| ·Kane方法动力学建模思路 | 第29-31页 |
| ·前轮驱动自行车机器人机构分析 | 第31-32页 |
| ·机器人机构 | 第31-32页 |
| ·拓扑构型的描述 | 第32页 |
| ·自由度分析 | 第32页 |
| ·前轮驱动自行车机器人运动学分析 | 第32-42页 |
| ·坐标系的建立 | 第33-34页 |
| ·非完整约束分析 | 第34-38页 |
| ·运动参数分析 | 第38-42页 |
| ·基于Kane法的前轮驱动自行车机器人动力学建模 | 第42-48页 |
| ·广义惯性力 | 第42-45页 |
| ·广义主动力 | 第45-47页 |
| ·前轮驱动自行车机器人动力学模型 | 第47-48页 |
| ·在斜面上运动的动力学分析 | 第48-54页 |
| ·爬坡能力分析 | 第48-49页 |
| ·临界驱动力矩 | 第49-50页 |
| ·爬坡运动数值仿真分析 | 第50-54页 |
| ·在水平面上运动的动力学分析 | 第54-56页 |
| ·本章小结 | 第56-57页 |
| 第三章 前轮驱动自行车机器人实验样机搭建 | 第57-74页 |
| ·引言 | 第57页 |
| ·机械系统搭建 | 第57-59页 |
| ·控制系统设计 | 第59-71页 |
| ·控制系统硬件总体构架 | 第59-61页 |
| ·电源供电方案 | 第61-62页 |
| ·核心处理器工作流程 | 第62-63页 |
| ·MTi惯性测量单元(IMU)功能实现 | 第63-65页 |
| ·编码器模块功能实现 | 第65-67页 |
| ·电流传感器模块功能实现 | 第67-68页 |
| ·超声波传感器阵列功能实现 | 第68-69页 |
| ·通讯模块功能及实现 | 第69-71页 |
| ·样机系统构架可行性验证实验 | 第71-73页 |
| ·实验方案设计 | 第71页 |
| ·实验结果及分析 | 第71-73页 |
| ·本章小结 | 第73-74页 |
| 第四章 前轮驱动自行车机器人90°车把转角下的定车运动与回转运动 | 第74-87页 |
| ·引言 | 第74页 |
| ·90°车把转角下的动力学模型 | 第74-77页 |
| ·坐标系 | 第74-75页 |
| ·动力学模型 | 第75-77页 |
| ·90°车把转角下的定车运动研究 | 第77-82页 |
| ·部分反馈线性化控制策略 | 第77-79页 |
| ·仿真分析 | 第79-80页 |
| ·实验研究 | 第80-82页 |
| ·90°车把转角下的原地回转运动实验研究 | 第82-86页 |
| ·控制策略 | 第82-83页 |
| ·仿真分析 | 第83-84页 |
| ·实验研究 | 第84-86页 |
| ·本章小结 | 第86-87页 |
| 第五章 前轮驱动自行车机器人45°车把转角下的定车运动与圆周运动 | 第87-103页 |
| ·引言 | 第87页 |
| ·任意车把转角下的动力学模型 | 第87-91页 |
| ·45°车把转角下的定车运动研究 | 第91-96页 |
| ·控制策略 | 第91-93页 |
| ·控制仿真研究 | 第93-94页 |
| ·样机实验研究 | 第94-96页 |
| ·45°车把转角下的小半径圆周运动研究 | 第96-101页 |
| ·动态平衡条件 | 第96-97页 |
| ·平衡控制器设计 | 第97-98页 |
| ·仿真分析 | 第98-99页 |
| ·样机实验研究 | 第99-101页 |
| ·本章小结 | 第101-103页 |
| 第六章 前轮驱动自行车机器人直线平衡行走运动 | 第103-112页 |
| ·引言 | 第103页 |
| ·直线平衡行走动力学模型 | 第103页 |
| ·控制策略及仿真分析 | 第103-107页 |
| ·平衡控制器设计 | 第103-106页 |
| ·仿真分析 | 第106-107页 |
| ·直线平衡行走实验研究 | 第107-110页 |
| ·实验方案 | 第107-108页 |
| ·实验结果与分析 | 第108-110页 |
| ·本章小结 | 第110-112页 |
| 第七章 总结与展望 | 第112-114页 |
| ·总结 | 第112-113页 |
| ·展望 | 第113-114页 |
| 参考文献 | 第114-122页 |
| 附录 | 第122-132页 |
| 附录1 (第二章引入的中间变量) | 第122-131页 |
| 附录2 (第五章引入的中间变量) | 第131-132页 |
| 致谢 | 第132-134页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第134-135页 |