| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 自平衡模型研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 载人自平衡车研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.3 平衡控制算法研究综述 | 第13-14页 |
| 1.3 论文研究内容及重难点 | 第14-15页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第14页 |
| 1.3.2 研究重难点 | 第14-15页 |
| 1.4 论文组织架构 | 第15-16页 |
| 第二章 双轮自平衡车总体方案设计 | 第16-30页 |
| 2.1 需求分析 | 第16页 |
| 2.2 系统总体设计 | 第16-17页 |
| 2.3 机械结构设计 | 第17-18页 |
| 2.4 动力系统设计 | 第18-23页 |
| 2.4.1 电池选择 | 第18-19页 |
| 2.4.2 电机类型选择 | 第19页 |
| 2.4.3 电机功率确定 | 第19-22页 |
| 2.4.4 电机驱动选择 | 第22-23页 |
| 2.5 控制系统硬件设计 | 第23-28页 |
| 2.5.1 主控芯片 | 第23-24页 |
| 2.5.2 电源模块电路设计 | 第24-25页 |
| 2.5.3 姿态检测模块 | 第25-26页 |
| 2.5.4 欠压检测电路设计 | 第26-27页 |
| 2.5.5 转向信号采集模块 | 第27页 |
| 2.5.6 无线通信模块 | 第27-28页 |
| 2.6 控制系统软件设计 | 第28页 |
| 2.7 人机交互设计 | 第28-29页 |
| 2.8 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 平衡算法的设计与仿真 | 第30-46页 |
| 3.1 PD控制算法 | 第30-32页 |
| 3.1.1 传统PID控制原理 | 第30-31页 |
| 3.1.2 双轮自平衡车PD控制器的设计 | 第31-32页 |
| 3.2 模糊自适应PD控制算法 | 第32-39页 |
| 3.2.1 模糊控制 | 第32-34页 |
| 3.2.2 模糊自适应PID控制原理 | 第34页 |
| 3.2.3 双轮自平衡车模糊自适应PD控制器的设计 | 第34-39页 |
| 3.3 基于ADAMS和MATLAB的算法仿真 | 第39-44页 |
| 3.3.1 建立双轮自平衡车ADAMS模型 | 第39-40页 |
| 3.3.2 建立ADAMS和MATLAB联合仿真接口 | 第40-42页 |
| 3.3.3 建立控制算法的仿真模型 | 第42-43页 |
| 3.3.4 仿真结果分析 | 第43-44页 |
| 3.4 本章小结 | 第44-46页 |
| 第四章 双轮自平衡车软件设计 | 第46-56页 |
| 4.1 软件系统总体方案设计 | 第46-49页 |
| 4.1.1 软件任务分析 | 第46页 |
| 4.1.2 任务调度方式 | 第46-48页 |
| 4.1.3 软件系统总体设计 | 第48-49页 |
| 4.2 姿态信息读取与处理的软件设计 | 第49-53页 |
| 4.2.1 陀螺仪与加速度计信息的采集 | 第49-50页 |
| 4.2.2 姿态数据的融合处理 | 第50-51页 |
| 4.2.3 Kalman滤波器的设计和实现 | 第51-53页 |
| 4.3 平衡算法的软件实现 | 第53-54页 |
| 4.3.1 PD控制器软件实现 | 第53页 |
| 4.3.2 模糊自适应PD控制器软件实现 | 第53-54页 |
| 4.4 转向程序设计 | 第54-55页 |
| 4.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 第五章 基于Android的自平衡车APP的设计 | 第56-62页 |
| 5.1 Android系统架构 | 第56-57页 |
| 5.2 自平衡车APP的设计 | 第57-61页 |
| 5.2.1 功能分析与总体设计 | 第57页 |
| 5.2.2 蓝牙通信设计 | 第57-58页 |
| 5.2.3 通信指令设计 | 第58-59页 |
| 5.2.4 UI设计与功能实现 | 第59-61页 |
| 5.3 本章小节 | 第61-62页 |
| 第六章 双轮自平衡车系统实验 | 第62-70页 |
| 6.1 样机的搭建 | 第62-64页 |
| 6.1.1 样机的组装 | 第62-63页 |
| 6.1.2 主控板的PCB设计 | 第63-64页 |
| 6.2 数据读取实验 | 第64-66页 |
| 6.2.1 电量信号采集实验 | 第64-65页 |
| 6.2.2 姿态信息采集实验 | 第65-66页 |
| 6.3 算法验证实验 | 第66-68页 |
| 6.3.1 平衡算法实验 | 第66-67页 |
| 6.3.2 滤波算法实验 | 第67-68页 |
| 6.4 实际运行实验 | 第68-69页 |
| 6.5 系统性能测试 | 第69页 |
| 6.6 本章小结 | 第69-70页 |
| 第七章 总结和展望 | 第70-72页 |
| 7.1 总结 | 第70页 |
| 7.2 展望 | 第70-72页 |
| 致谢 | 第72-74页 |
| 参考文献 | 第74-76页 |