双驱动球形机器人及其运动控制的研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-32页 |
| ·引言 | 第16页 |
| ·球形机器人的特点 | 第16-17页 |
| ·国内外球形机器人发展状况 | 第17-26页 |
| ·国外球形机器人概述 | 第17-21页 |
| ·国内球形机器人概述 | 第21-22页 |
| ·球形机器人发展态势 | 第22-26页 |
| ·球形机器人理论研究状况 | 第26-29页 |
| ·球形机器人力学分析概况 | 第26-28页 |
| ·球形机器人控制理论研究概况 | 第28-29页 |
| ·课题的意义及研究的主要内容 | 第29-32页 |
| 第2章 双驱动球形机器人的设计研究 | 第32-51页 |
| ·引言 | 第32页 |
| ·双驱动球形机器人构型设计 | 第32-38页 |
| ·现有构型总结 | 第32-35页 |
| ·双驱动球形机器人构型设计 | 第35-37页 |
| ·总体设计方案 | 第37-38页 |
| ·双驱动球形机器人机械结构设计 | 第38-48页 |
| ·技术性能指标 | 第38-39页 |
| ·前向滚动机构设计 | 第39-43页 |
| ·转向部分设计 | 第43-44页 |
| ·保持架和支撑架组件 | 第44-46页 |
| ·直流电机的选择 | 第46-48页 |
| ·双驱动球形机器人样机 | 第48-49页 |
| ·本章小结 | 第49-51页 |
| 第3章 双驱动球形机器人系统位姿描述方法分析 | 第51-68页 |
| ·引言 | 第51页 |
| ·平面-球系统 | 第51-57页 |
| ·姿态角的确定方法 | 第53-56页 |
| ·约束条件 | 第56-57页 |
| ·双驱动球形机器人速度投影关系 | 第57-61页 |
| ·机器人的内部机构分析 | 第57-58页 |
| ·机器人侧向自镇定性 | 第58-59页 |
| ·系统输入输出速度上的投影关系 | 第59-61页 |
| ·双驱动球形机器人一般动力学模型分析 | 第61-66页 |
| ·偏心质点空间位置的确定 | 第62-63页 |
| ·基于全特征的一般动力学形式分析 | 第63-66页 |
| ·本章小结 | 第66-68页 |
| 第4章 前向滚动状态下的球形机器人动力学研究 | 第68-89页 |
| ·引言 | 第68页 |
| ·分步执行策略 | 第68-70页 |
| ·各子系统动力学分析 | 第70-77页 |
| ·转向运动 | 第70-72页 |
| ·前向滚动运动 | 第72-76页 |
| ·动力学方程的线性化 | 第76-77页 |
| ·滚动摩阻作用下的动力学分析 | 第77-84页 |
| ·地面力学作用情况 | 第78-80页 |
| ·考虑滚动摩阻的动力学模型 | 第80-82页 |
| ·仿真模拟验证 | 第82-84页 |
| ·爬坡状态下的动力学方程 | 第84-87页 |
| ·爬坡能力分析 | 第84-86页 |
| ·临界摆角 | 第86页 |
| ·动力学方程的建立 | 第86-87页 |
| ·本章小结 | 第87-89页 |
| 第5章 双驱动球形机器人控制器设计及仿真分析 | 第89-122页 |
| ·引言 | 第89页 |
| ·状态空间方程的建立 | 第89-93页 |
| ·平衡点的转移 | 第89-91页 |
| ·状态空间方程的建立 | 第91-92页 |
| ·能控能观性判断 | 第92-93页 |
| ·球形机器人系统镇定分析及控制 | 第93-97页 |
| ·镇定问题描述 | 第93-94页 |
| ·仿真分析 | 第94-97页 |
| ·渐进跟踪控制器设计 | 第97-104页 |
| ·问题描述 | 第97页 |
| ·传统的PID 控制方法 | 第97-99页 |
| ·增广系统状态反馈控制律 | 第99-101页 |
| ·仿真分析 | 第101-104页 |
| ·状态观测器 | 第104-106页 |
| ·最优控制器的设计 | 第106-110页 |
| ·点对点直线插补式路径规划方法 | 第110-114页 |
| ·非完整系统控制分析 | 第114-121页 |
| ·非完整系统模型的建立 | 第114-116页 |
| ·可控性判断 | 第116-117页 |
| ·控制系统设计 | 第117-121页 |
| ·本章小结 | 第121-122页 |
| 第6章 双驱动球形机器人运动控制实验研究 | 第122-141页 |
| ·引言 | 第122页 |
| ·控制系统的实现 | 第122-128页 |
| ·控制系统总体实现 | 第122-123页 |
| ·控制系统硬件选择 | 第123-127页 |
| ·控制系统软件设计 | 第127-128页 |
| ·实验研究 | 第128-140页 |
| ·临界摆角的验证 | 第130-131页 |
| ·分步执行策略下点对点式直线插补的实现 | 第131-135页 |
| ·前向滚动运动控制器验证实验 | 第135-138页 |
| ·辅运动模式 | 第138-139页 |
| ·爬坡实验 | 第139-140页 |
| ·本章小结 | 第140-141页 |
| 结论 | 第141-143页 |
| 参考文献 | 第143-153页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第153-155页 |
| 致谢 | 第155-156页 |
| 个人简历 | 第156页 |
