| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 | 第10页 |
| 1.2 国内外研究现状与进展 | 第10-17页 |
| 1.2.1 典型独轮机器人系统及模型研究现状 | 第10-15页 |
| 1.2.2 独轮自平衡机器人系统动力学建模的研究 | 第15-16页 |
| 1.2.3 独轮自平衡机器人系统运动控制的研究 | 第16-17页 |
| 1.3 本文主要工作 | 第17-20页 |
| 第2章 基于气流的反扭矩独轮自平衡机器人物理系统的设计 | 第20-30页 |
| 2.1 引言 | 第20页 |
| 2.2 独轮机器人机械系统的设计 | 第20-22页 |
| 2.2.1 上侧风轮的设计 | 第21页 |
| 2.2.2 下行走轮设计 | 第21-22页 |
| 2.3 独轮机器人电气系统的设计 | 第22-28页 |
| 2.3.1 系统总体结构 | 第22-23页 |
| 2.3.2 检测系统 | 第23-24页 |
| 2.3.3 基于STM32的控制 | 第24-25页 |
| 2.3.4 执行机构 | 第25-26页 |
| 2.3.5 电源系统 | 第26-27页 |
| 2.3.6 通讯模块 | 第27-28页 |
| 2.4 本章小结 | 第28-30页 |
| 第3章 反扭矩独轮自平衡机器人动力学模型的建立与研究 | 第30-40页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 独轮机器人的动力学模型 | 第30-37页 |
| 3.2.1 基于气流的姿态调节器的数学模型 | 第30-31页 |
| 3.2.2 基于气流的姿态调节器扭矩与速度正相关的验证 | 第31-32页 |
| 3.2.3 基于气流的姿态调节器的姿态调整实验 | 第32-33页 |
| 3.2.4 独轮机器人的非线性数学模型 | 第33-37页 |
| 3.3 独轮机器人的模型验证 | 第37-39页 |
| 3.4 本章小结 | 第39-40页 |
| 第4章 基于非线性PD的反扭矩独轮自平衡机器人控制方法的研究 | 第40-52页 |
| 4.1 引言 | 第40页 |
| 4.2 非线性PD控制器的设计 | 第40-44页 |
| 4.2.1 控制系统结构 | 第40-41页 |
| 4.2.2 姿态闭环控制器设计 | 第41-42页 |
| 4.2.3 伺服闭环控制器设计 | 第42-44页 |
| 4.3 实验程序设计 | 第44-46页 |
| 4.3.1 程序框架设计 | 第44-45页 |
| 4.3.2 任务框架设计 | 第45-46页 |
| 4.4 仿真实验与分析 | 第46-50页 |
| 4.5 本章小结 | 第50-52页 |
| 第5章 基于Backstepping的独轮机器人控制方法的研究 | 第52-66页 |
| 5.1 引言 | 第52页 |
| 5.2 Backstepping设计方法 | 第52-54页 |
| 5.3 基于Backstepping的独轮机器人运动平衡控制器的设计 | 第54-57页 |
| 5.3.1 横滚方向控制器设计 | 第55-56页 |
| 5.3.2 俯仰方向控制器设计 | 第56-57页 |
| 5.4 稳定性分析 | 第57-58页 |
| 5.5 数值仿真实验 | 第58-65页 |
| 5.5.1 平衡控制仿真实验 | 第58-60页 |
| 5.5.2 鲁棒性测试仿真实验 | 第60-65页 |
| 5.6 本章小结 | 第65-66页 |
| 结论 | 第66-68页 |
| 参考文献 | 第68-72页 |
| 攻读硕士学位期间所获成果 | 第72-74页 |
| 致谢 | 第74页 |
