| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-8页 |
| 1 绪论 | 第8-16页 |
| ·倒立摆系统研究的意义 | 第8页 |
| ·倒立摆系统的分类 | 第8-10页 |
| ·国内外倒立摆系统的研究现状 | 第10-14页 |
| ·倒立摆系统的自动摆起控制 | 第10-12页 |
| ·倒立摆系统的稳摆控制 | 第12-14页 |
| ·本论文的主要工作 | 第14-16页 |
| 2 倒立摆系统的数学模型 | 第16-22页 |
| ·拉格朗日方程及其特点 | 第16-17页 |
| ·倒立摆系统的建模 | 第17-22页 |
| 3 倒立摆系统线性化模型 | 第22-29页 |
| ·系统的可控性和可观测性 | 第22-24页 |
| ·系统的稳定性 | 第24-25页 |
| ·倒立摆系统的线性化和状态空间描述 | 第25-29页 |
| ·一级直线倒立摆系统的线性化 | 第25-26页 |
| ·二级直线倒立摆系统的线性化 | 第26页 |
| ·倒立摆系统的定性分析 | 第26-29页 |
| 4 基于能量势阱和SDRE控制器的一级直线倒立摆的自动摆起 | 第29-41页 |
| ·能量势阱自动摆起 | 第29-32页 |
| ·状态相关黎卡提方程(SDRE) | 第32-37页 |
| ·SDRE控制器的设计 | 第32-36页 |
| ·SDRE稳摆控制器的设计 | 第36-37页 |
| ·仿真结果 | 第37-38页 |
| ·SDRE和LQR抗干扰能力的对比 | 第38-40页 |
| ·本章小结 | 第40-41页 |
| 5 基于逆系统轨迹控制的二级直线倒立摆的自动摆起 | 第41-57页 |
| ·向量场的Lie导数及相对阶 | 第41-43页 |
| ·常微分方程的边值问题 | 第43-45页 |
| ·bvp4c求解边值问题 | 第43-44页 |
| ·改善边值问题的求解性能 | 第44-45页 |
| ·系统的可逆性及逆系统 | 第45-46页 |
| ·逆系统前馈控制 | 第46-52页 |
| ·逆系统反馈控制 | 第52-54页 |
| ·仿真结果 | 第54-56页 |
| ·本章小结 | 第56-57页 |
| 6 倒立摆系统的总体结构及硬件实现 | 第57-69页 |
| ·倒立摆系统的总体结构 | 第57-62页 |
| ·倒立摆系统的硬件结构 | 第57-59页 |
| ·GE系列运动控制卡 | 第59-61页 |
| ·增量式光电编码器 | 第61-62页 |
| ·控制系统软件 | 第62-65页 |
| ·控制效果和结果分析 | 第65-69页 |
| ·一级直线倒立摆系统的自动摆起 | 第65-66页 |
| ·二级直线倒立摆系统的自动摆起 | 第66-69页 |
| 结论 | 第69-70页 |
| 参考文献 | 第70-73页 |
| 附录 A 倒立摆系统的物理参数 | 第73-74页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第74-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |