两轮自平衡小车建模及其姿态平衡控制方法研究
| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-11页 |
| 1 绪论 | 第11-19页 |
| ·选题依据 | 第11-12页 |
| ·国内外研究现状及分析 | 第12-17页 |
| ·两轮自平衡小车发展 | 第12-14页 |
| ·数学建模研究现状及分析 | 第14-15页 |
| ·姿态平衡控制方法研究现状及分析 | 第15-17页 |
| ·本文的研究方法与内容 | 第17-19页 |
| 2 两轮自平衡小车控制系统实物搭建 | 第19-29页 |
| ·两轮自平衡小车控制系统硬件总体设计方案 | 第19-20页 |
| ·姿态传感器模块选型 | 第20-22页 |
| ·陀螺仪选型 | 第21页 |
| ·加速度计选型 | 第21-22页 |
| ·执行机构模块选型 | 第22-25页 |
| ·电机选型 | 第22-23页 |
| ·电机驱动电路选型 | 第23-25页 |
| ·控制机构模块选型 | 第25-28页 |
| ·主控制器选型 | 第25-27页 |
| ·串口通信电路 | 第27-28页 |
| ·本章小结 | 第28-29页 |
| 3 两轮自平衡小车数学模型的搭建 | 第29-39页 |
| ·引言 | 第29页 |
| ·两轮自平衡小车刚性模型建立 | 第29-30页 |
| ·系统速度和动能的计算 | 第30-32页 |
| ·系统速度的计算 | 第30-32页 |
| ·系统动能的计算 | 第32页 |
| ·应用拉格朗日方程建模 | 第32-34页 |
| ·模型线性化 | 第34-35页 |
| ·模型验证 | 第35-38页 |
| ·本章小结 | 第38-39页 |
| 4 两轮自平衡小车姿态检测方法的研究 | 第39-47页 |
| ·引言 | 第39页 |
| ·陀螺仪与加速度计姿态测量原理 | 第39-40页 |
| ·基于卡尔曼滤波的传感器数据融合 | 第40-46页 |
| ·卡尔曼滤波原理 | 第40-42页 |
| ·滤波器设计 | 第42-44页 |
| ·滤波效果的实验验证 | 第44-46页 |
| ·本章小结 | 第46-47页 |
| 5 两轮自平衡小车姿态平衡控制方法的研究 | 第47-63页 |
| ·引言 | 第47页 |
| ·系统能观能控性分析 | 第47-49页 |
| ·能控性分析 | 第47-48页 |
| ·能观性分析 | 第48-49页 |
| ·基于状态反馈极点配置控制方法的研究 | 第49-53页 |
| ·状态反馈极点配置原理 | 第50-51页 |
| ·状态反馈极点配置控制器的设计 | 第51-53页 |
| ·最优控制策略LQR控制方法的研究 | 第53-56页 |
| ·LQR最优调节器原理 | 第53-54页 |
| ·LQR最优控制器的设计 | 第54-56页 |
| ·基于GA的改进LQR控制方法的研究 | 第56-62页 |
| ·遗传算法寻优原理 | 第57-58页 |
| ·GA-LQR改进最优控制器的设计 | 第58-60页 |
| ·仿真结果及对比分析 | 第60-62页 |
| ·本章小结 | 第62-63页 |
| 6 两轮自平衡小车控制系统软件设计及实时结果分析 | 第63-77页 |
| ·系统软件设计 | 第63-74页 |
| ·主函数程序设计 | 第63-65页 |
| ·通用I/O口模块初始化程序设计 | 第65页 |
| ·模数转换初始化程序设计 | 第65-66页 |
| ·事件管理器EV初始化程序设计 | 第66-69页 |
| ·串行通信模块SCI初始化程序设计 | 第69页 |
| ·中断函数程序设计 | 第69-73页 |
| ·GA-LQR控制器程序设计 | 第73-74页 |
| ·姿态平衡控制实时结果分析 | 第74-75页 |
| ·本章小结 | 第75-77页 |
| 7 结论与展望 | 第77-79页 |
| ·结论 | 第77-78页 |
| ·展望 | 第78-79页 |
| 参考文献 | 第79-83页 |
| 附录 | 第83-85页 |
| 作者简历 | 第85-87页 |
| 学位论文数据集 | 第87页 |
