两轮自平衡小车的设计与变结构控制研究
| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-8页 |
| 第一章 绪论 | 第8-14页 |
| ·课题背景 | 第8-9页 |
| ·两轮自平衡小车的研究意义 | 第9-10页 |
| ·两轮自平衡小车的国内外研究现状 | 第10-12页 |
| ·国外研究现状 | 第10-12页 |
| ·国内研究现状 | 第12页 |
| ·两轮自平衡小车的平衡控制分析 | 第12-13页 |
| ·本文的研究内容 | 第13-14页 |
| 第二章 两轮自平衡小车的系统设计 | 第14-34页 |
| ·两轮自平衡小车功能描述 | 第14-16页 |
| ·平衡思想 | 第14-15页 |
| ·功能要求 | 第15-16页 |
| ·两轮自平衡小车的总体设计 | 第16页 |
| ·机械结构设计 | 第16-18页 |
| ·小车下平台 | 第17页 |
| ·小车上支架 | 第17-18页 |
| ·控制系统器件的选择 | 第18-24页 |
| ·控制芯片 | 第19-20页 |
| ·驱动单元 | 第20-23页 |
| ·预期要求的实现 | 第21-22页 |
| ·系统的最大可控角度 | 第22-23页 |
| ·传感器单元 | 第23-24页 |
| ·控制系统电路设计 | 第24-29页 |
| ·电机驱动部分 | 第24-25页 |
| ·电源处理电路 | 第25-26页 |
| ·传感器信号的转换与滤波 | 第26-27页 |
| ·串口无线通讯 | 第27-28页 |
| ·手动平衡装置 | 第28-29页 |
| ·软件模块设计 | 第29-32页 |
| ·模数(ADC)转化 | 第30页 |
| ·编码信号处理 | 第30-31页 |
| ·平衡控制 | 第31-32页 |
| ·小结 | 第32-34页 |
| 第三章 两轮自平衡小车系统的模型与分析 | 第34-42页 |
| ·系统模型的引入 | 第34-37页 |
| ·小车的物理模型 | 第34-35页 |
| ·非线性模型 | 第35页 |
| ·线性化模型 | 第35-37页 |
| ·系统分析 | 第37-41页 |
| ·稳定性分析 | 第37-39页 |
| ·能控性分析 | 第39-40页 |
| ·能观性分析 | 第40页 |
| ·奇异值分析 | 第40-41页 |
| ·小结 | 第41-42页 |
| 第四章 变结构控制的基本理论 | 第42-50页 |
| ·引言 | 第42-43页 |
| ·滑模变结构控制的基本概念 | 第43-44页 |
| ·滑模模态的概念 | 第43-44页 |
| ·滑膜变结构控制的定义 | 第44页 |
| ·滑膜变结构控制的基本原理和基本性质 | 第44-49页 |
| ·滑动模态的存在条件 | 第45页 |
| ·滑动模态的到达条件 | 第45页 |
| ·趋近律理论 | 第45-46页 |
| ·滑动模态的稳定性 | 第46-49页 |
| ·小结 | 第49-50页 |
| 第五章 变结构控制器的设计 | 第50-66页 |
| ·变结构控制系统的设计步骤 | 第50-53页 |
| ·变结构控制器设计的一般步骤 | 第50页 |
| ·设计变结构系统需要解决的问题 | 第50-53页 |
| ·极点配置控制器和全维观测器设计 | 第53-58页 |
| ·极点配置控制器 | 第53-57页 |
| ·全维观测器 | 第57-58页 |
| ·变结构控制器的设计与仿真 | 第58-62页 |
| ·切换函数 | 第58-59页 |
| ·控制作用U | 第59-60页 |
| ·控制器仿真 | 第60-62页 |
| ·扰动对变结构控制器的影响 | 第62-65页 |
| ·系统外部扰动对变结构控制器的影响 | 第62-64页 |
| ·系统参数不确定性对变结构控制器的影响 | 第64-65页 |
| ·小结 | 第65-66页 |
| 结束与展望 | 第66-68页 |
| 致谢 | 第68-70页 |
| 参考文献 | 第70-72页 |
| 研究成果 | 第72-74页 |
| 附录A 两轮自平衡小车的受力分析 | 第74-76页 |
| 附录B 两轮自平衡小车外观图 | 第76-77页 |
