| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第8-23页 |
| 1.1 前言 | 第8-9页 |
| 1.2 独轮机器人的国内外研究现状 | 第9-15页 |
| 1.2.1 基于水平惯性轮的独轮机器人 | 第9-11页 |
| 1.2.2 基于垂直惯性轮的独轮机器人 | 第11-14页 |
| 1.2.3 基于陀螺力矩平衡的独轮机器人 | 第14-15页 |
| 1.3 控制力矩陀螺的发展和应用简介 | 第15-21页 |
| 1.3.1 陀螺稳定装置的起源 | 第15-16页 |
| 1.3.2 控制力矩陀螺在航天器姿态控制中的应用 | 第16-19页 |
| 1.3.3 控制力矩陀螺在自平衡自行车控制中的应用 | 第19-21页 |
| 1.4 国内外研究现状分析 | 第21-22页 |
| 1.5 课题来源和研究内容 | 第22-23页 |
| 第2章 独轮机器人系统的结构设计 | 第23-32页 |
| 2.1 引言 | 第23页 |
| 2.2 基于陀螺进动效应的独轮机器人左右平衡机理介绍 | 第23-25页 |
| 2.3 独轮机器人系统的结构设计 | 第25-31页 |
| 2.3.1 独轮机器人系统总体结构方案设计 | 第26-27页 |
| 2.3.2 陀螺稳定装置及其传动机构设计 | 第27-30页 |
| 2.3.3 底轮装置及其传动机构设计 | 第30-31页 |
| 2.4 本章小结 | 第31-32页 |
| 第3章 独轮机器人控制算法设计与ADAMS动力学仿真分析 | 第32-45页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 基于离心力补偿的独轮机器人控制算法设计 | 第32-39页 |
| 3.2.1 PID控制算法介绍 | 第32-34页 |
| 3.2.2 独轮机器人控制算法设计 | 第34-37页 |
| 3.2.3 基于离心力原理的补偿控制算法设计 | 第37-39页 |
| 3.3 基于离心力补偿的控制算法ADAMS动力学仿真 | 第39-44页 |
| 3.3.1 建模导入与仿真设置 | 第39-40页 |
| 3.3.2 基于离心力补偿的控制算法ADAMS动力学仿真 | 第40-44页 |
| 3.4 本章小结 | 第44-45页 |
| 第4章 独轮机器人控制系统设计 | 第45-56页 |
| 4.1 引言 | 第45页 |
| 4.2 独轮机器人控制系统功能分析与总体方案设计 | 第45-46页 |
| 4.2.1 功能分析 | 第45页 |
| 4.2.2 总体方案设计 | 第45-46页 |
| 4.3 独轮机器人控制系统硬件设计 | 第46-51页 |
| 4.3.1 独轮机器人控制系统硬件总体介绍 | 第46-48页 |
| 4.3.2 STM32 微控制器最小系统电路 | 第48页 |
| 4.3.3 独轮机器人控制系统供电电路设计 | 第48-49页 |
| 4.3.4 独轮机器人系统姿态传感器的选择 | 第49-50页 |
| 4.3.5 电机控制接口电路 | 第50-51页 |
| 4.4 独轮机器人控制系统程序设计 | 第51-55页 |
| 4.4.1 总体程序框图 | 第51-52页 |
| 4.4.2 采样时刻到达处理函数 | 第52-53页 |
| 4.4.3 基于互补滤波算法的陀螺仪和加速度计数据融合 | 第53-54页 |
| 4.4.4 前后平衡控制与行走控制程序 | 第54-55页 |
| 4.4.5 左右平衡控制控制程序 | 第55页 |
| 4.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 第5章 独轮机器人系统平衡控制实验验证 | 第56-72页 |
| 5.1 引言 | 第56页 |
| 5.2 实验平台的搭建 | 第56-58页 |
| 5.3 传感器互补滤波实验 | 第58-60页 |
| 5.4 独轮机器人平衡和抗干扰实验 | 第60-71页 |
| 5.4.1 独轮机器人前后平衡与抗干扰实验 | 第60-62页 |
| 5.4.2 独轮机器人侧平衡与抗干扰实验 | 第62-64页 |
| 5.4.3 独轮机器人全方位平衡与抗干扰实验 | 第64-68页 |
| 5.4.4 独轮机器人起摆实验 | 第68-71页 |
| 5.5 本章小结 | 第71-72页 |
| 结论 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-76页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78页 |
