基于卡尔曼滤波的平面倒立摆最优控制研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 倒立摆控制研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 LQR最优控制研究现状 | 第13-14页 |
| 1.2.3 卡尔曼滤波研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 本文主要内容 | 第15-18页 |
| 第2章 平面倒立摆建模 | 第18-30页 |
| 2.1 平面一级倒立摆建模 | 第18-23页 |
| 2.1.1 平面一级倒立摆的结构 | 第18-19页 |
| 2.1.2 数学模型的建立 | 第19-21页 |
| 2.1.3 模型的线性化解耦 | 第21-22页 |
| 2.1.4 平面一级倒立摆定性分析 | 第22-23页 |
| 2.2 平面二级倒立摆建模 | 第23-27页 |
| 2.2.1 平面二级倒立摆的结构 | 第23页 |
| 2.2.2 数学模型的建立 | 第23-26页 |
| 2.2.3 模型的线性化解耦 | 第26-27页 |
| 2.2.4 平面二级倒立摆定性分析 | 第27页 |
| 2.3 小结 | 第27-30页 |
| 第3章 平面倒立摆的线性二次型最优控制 | 第30-40页 |
| 3.1 LQR最优控制理论 | 第30-31页 |
| 3.2 平面一级倒立摆的轨迹跟踪控制 | 第31-36页 |
| 3.2.1 平面一级倒立摆LQR控制器设计 | 第32页 |
| 3.2.2 平面一级倒立摆基座小车轨迹跟踪仿真 | 第32-36页 |
| 3.3 平面二级倒立摆的稳摆控制 | 第36-38页 |
| 3.3.1 平面二级倒立摆LQR控制器设计 | 第36-37页 |
| 3.3.2 平面二级倒立摆稳摆控制仿真 | 第37-38页 |
| 3.4 小结 | 第38-40页 |
| 第4章 平面倒立摆的稳态卡尔曼滤波器设计 | 第40-54页 |
| 4.1 卡尔曼滤波器原理 | 第40-42页 |
| 4.1.1 标准卡尔曼滤波器 | 第40-41页 |
| 4.1.2 稳态卡尔曼滤波器 | 第41-42页 |
| 4.2 平面倒立摆噪声参数的确定 | 第42-43页 |
| 4.2.1 量测噪声参数的确定 | 第42页 |
| 4.2.2 过程噪声参数的确定 | 第42-43页 |
| 4.3 平面一级倒立摆稳态卡尔曼滤波器设计 | 第43-48页 |
| 4.3.1 平面一级倒立摆带噪声仿真 | 第44-46页 |
| 4.3.2 平面一级倒立摆稳态卡尔曼滤波仿真 | 第46-48页 |
| 4.4 平面二级倒立摆稳态卡尔曼滤波器设计 | 第48-52页 |
| 4.4.1 平面二级倒立摆带噪声仿真 | 第48-50页 |
| 4.4.2 平面二级倒立摆稳态卡尔曼滤波仿真 | 第50-52页 |
| 4.5 小结 | 第52-54页 |
| 第5章 平面倒立摆实时控制实验研究 | 第54-66页 |
| 5.1 平面倒立摆实物系统 | 第54-55页 |
| 5.1.1 平面倒立摆系统的硬件组成 | 第54页 |
| 5.1.2 平面倒立摆系统的实时控制软件 | 第54-55页 |
| 5.2 平面一级倒立摆实时实验 | 第55-61页 |
| 5.2.1 LQR控制方法 | 第55-57页 |
| 5.2.2 基于稳态卡尔曼滤波的LQR控制方法 | 第57-58页 |
| 5.2.3 平面一级倒立摆小车轨迹跟踪实时实验 | 第58-61页 |
| 5.3 平面二级倒立摆实时实验 | 第61-65页 |
| 5.3.1 LQR控制方法 | 第61-62页 |
| 5.3.2 基于稳态卡尔曼滤波的LQR控制方法 | 第62-65页 |
| 5.4 小结 | 第65-66页 |
| 第6章 结论与展望 | 第66-67页 |
| 6.1 结论 | 第66页 |
| 6.2 展望 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-71页 |
| 致谢 | 第71-72页 |
| 攻读硕士期间发表文章 | 第72页 |
