| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-26页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-23页 |
| 1.2.1 球形机器人驱动机制研究现状 | 第13-20页 |
| 1.2.2 球形机器人运动学与动力学研究现状 | 第20-22页 |
| 1.2.3 球形机器人运动控制研究现状 | 第22-23页 |
| 1.2.4 研究现状总结 | 第23页 |
| 1.3 论文研究的关键问题 | 第23-24页 |
| 1.3.1 新型机构设计 | 第24页 |
| 1.3.2 非完整系统力学建模 | 第24页 |
| 1.3.3 运动控制策略 | 第24页 |
| 1.4 论文研究内容与章节安排 | 第24-26页 |
| 2 全向轮驱动球形机器人结构设计 | 第26-36页 |
| 2.1 球形机器人构型设计 | 第26-29页 |
| 2.1.1 现有球形机器人构型分析 | 第26-27页 |
| 2.1.2 全向轮驱动的新型球形机器人构型 | 第27-29页 |
| 2.2 球形机器人机械结构设计 | 第29-31页 |
| 2.2.1 球形机器人研究目标 | 第29页 |
| 2.2.2 球形机器人关键部件设计 | 第29-31页 |
| 2.3 球形机器人驱动系统选择 | 第31-35页 |
| 2.4 球形机器人参数化数字样机 | 第35页 |
| 2.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 3 全向轮驱动球形机器人运动特性分析 | 第36-52页 |
| 3.1 球形机器人运动学模型研究 | 第36-45页 |
| 3.1.1 平面-球系统模型分析 | 第37-40页 |
| 3.1.2 全向轮驱动系统建模分析 | 第40-41页 |
| 3.1.3 球形机器人运动学模型 | 第41-43页 |
| 3.1.4 可达空间分析 | 第43-45页 |
| 3.2 球形机器人动力学模型研究 | 第45-51页 |
| 3.2.1 球形机器人物理模型 | 第45-46页 |
| 3.2.2 基于牛顿-欧拉法的球形机器人动力学建模 | 第46-48页 |
| 3.2.3 基于拉格朗日法的球形机器人动力学建模 | 第48-49页 |
| 3.2.4 球形机器人动力学方程求解 | 第49-51页 |
| 3.3 本章小结 | 第51-52页 |
| 4 全向轮驱动球形机器人运动仿真分析 | 第52-76页 |
| 4.1 球形机器人虚拟样机模型 | 第52-53页 |
| 4.2 球形机器人直线运动仿真分析 | 第53-65页 |
| 4.2.1 球形机器人直线滚动条件分析 | 第54-55页 |
| 4.2.2 球形机器人恒转速输入运动分析 | 第55-58页 |
| 4.2.3 球形机器人恒转矩输入运动分析 | 第58-59页 |
| 4.2.4 球形机器人匀速运动分析 | 第59-65页 |
| 4.3 球形机器人转向运动仿真分析 | 第65-67页 |
| 4.3.1 球形机器人转向半径分析 | 第65-66页 |
| 4.3.2 圆周运动仿真分析 | 第66-67页 |
| 4.4 球形机器人爬坡运动仿真分析 | 第67-71页 |
| 4.4.1 球形机器人爬坡能力分析 | 第68-69页 |
| 4.4.2 爬坡运动仿真分析 | 第69-71页 |
| 4.5 球形机器人越障性能仿真分析 | 第71-74页 |
| 4.5.1 球形机器人越障机理分析 | 第71-73页 |
| 4.5.2 越障性能仿真分析 | 第73-74页 |
| 4.6 本章小结 | 第74-76页 |
| 5 全向轮驱动球形机器人控制系统建立与仿真 | 第76-98页 |
| 5.1 状态空间模型的建立 | 第76-77页 |
| 5.2 极点配置控制方案设计与仿真 | 第77-84页 |
| 5.2.1 极点配置理论 | 第77-78页 |
| 5.2.2 极点配置算法 | 第78-83页 |
| 5.2.3 仿真实验分析 | 第83-84页 |
| 5.3 线性二次型最优控制方案设计与仿真 | 第84-90页 |
| 5.3.1 线性二次型最优控制原理 | 第84-85页 |
| 5.3.2 最优反馈矩阵求解 | 第85-87页 |
| 5.3.3 LQR控制参数调节与仿真实验分析 | 第87-89页 |
| 5.3.4 两种控制算法比较 | 第89-90页 |
| 5.4 路径跟踪策略研究 | 第90-97页 |
| 5.4.1 路径跟踪问题描述 | 第90-94页 |
| 5.4.2 路径跟踪控制律设计 | 第94-96页 |
| 5.4.3 仿真实验分析 | 第96-97页 |
| 5.5 本章小结 | 第97-98页 |
| 6 总结与展望 | 第98-100页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第98-99页 |
| 6.2 展望 | 第99-100页 |
| 参考文献 | 第100-104页 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第104-108页 |
| 学位论文数据集 | 第108页 |