| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1.绪论 | 第14-25页 |
| 1.1 课题研究背景 | 第14-15页 |
| 1.2 目的和意义 | 第15-18页 |
| 1.2.1 理论教学研究 | 第16页 |
| 1.2.2 双足机器人的步态规划 | 第16-17页 |
| 1.2.3 航空航天 | 第17页 |
| 1.2.4 其他方面 | 第17-18页 |
| 1.3 倒立摆的发展历史及国内外现状 | 第18-22页 |
| 1.3.1 倒立摆发展历史 | 第18-20页 |
| 1.3.2 国内发展情况 | 第20-21页 |
| 1.3.3 国外发展情况 | 第21-22页 |
| 1.4 本论文主要研究内容 | 第22-24页 |
| 1.5 本章小结 | 第24-25页 |
| 2. 二级倒立摆的数学模型及稳定性分析 | 第25-37页 |
| 2.1 倒立摆系统常用的数学建模方法 | 第25页 |
| 2.2 两种方法分别对一级和二级倒立摆进行建模 | 第25-36页 |
| 2.2.1 牛顿力学定理建立倒立摆系统模型 | 第25-27页 |
| 2.2.2 拉格朗日数学建模及稳定性分析 | 第27-33页 |
| 2.2.3 倒立摆系统的稳定性分析 | 第33-36页 |
| 2.3 本章小结 | 第36-37页 |
| 3. 倒立摆系统控制策略的分析与仿真 | 第37-51页 |
| 3.1 倒立摆 PID 控制方法设计 | 第37-42页 |
| 3.1.1 PID 控制原理 | 第37-39页 |
| 3.1.2 PID 参数整定 | 第39-40页 |
| 3.1.3 PID 控制算法的 matlab 仿真 | 第40-42页 |
| 3.2 LQR 控制器的设计与仿真 | 第42-50页 |
| 3.2.1 LQR 基本控制原理 | 第42-43页 |
| 3.2.2 反馈矩阵 K 的求解 | 第43-45页 |
| 3.2.3 matlab 仿真调整 LQR 性能参数 | 第45-46页 |
| 3.2.4 LQR 算法仿真分析 | 第46-50页 |
| 3.3 本章小结 | 第50-51页 |
| 4. 倒立摆系统硬件平台的设计 | 第51-61页 |
| 4.1 DSP 简介 | 第51-52页 |
| 4.2 系统硬件电路设计 | 第52-60页 |
| 4.2.1 决策模块 | 第53-55页 |
| 4.2.2 驱动模块 | 第55-57页 |
| 4.2.3 反馈模块 | 第57-58页 |
| 4.2.4 受控模块 | 第58-59页 |
| 4.2.5 串口通讯模块 | 第59页 |
| 4.2.6 行程保护模块 | 第59-60页 |
| 4.3 本章小结 | 第60-61页 |
| 5. 倒立摆系统软件平台的搭建 | 第61-68页 |
| 5.1 DSP 软件平台简介 | 第61-64页 |
| 5.1.1 系统编译器环境介绍 | 第61-62页 |
| 5.1.2 编译环境介绍 | 第62-64页 |
| 5.2 软件系统的简介 | 第64-67页 |
| 5.2.1. 系统初始化模块 | 第64页 |
| 5.2.2. 数据采集及滤波模块 | 第64-66页 |
| 5.2.3 LQR 算法模块 | 第66页 |
| 5.2.4. PWM 输出模块 | 第66页 |
| 5.2.5 串口通讯模块 | 第66-67页 |
| 5.3 本章小结 | 第67-68页 |
| 总结 | 第68-70页 |
| 参考文献 | 第70-75页 |
| 附录 A 相关程序 | 第75-81页 |
| 附录 B 流程图 | 第81-82页 |
| 附录 C 硬件电路图 | 第82-83页 |
| 在学研究成果 | 第83-84页 |
| 致谢 | 第84页 |