| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-22页 |
| 1.1 课题的研究背景与研究意义 | 第10-11页 |
| 1.2 倒立摆平衡点间任意转换控制问题描述 | 第11-15页 |
| 1.3 倒立摆控制国内外研究现状 | 第15-19页 |
| 1.4 本文主要研究内容与章节安排 | 第19-22页 |
| 1.4.1 本文的主要研究内容 | 第19-20页 |
| 1.4.2 本文的章节安排 | 第20-22页 |
| 2 加速度驱动动力学建模与摆杆控制作用强度分析 | 第22-62页 |
| 2.1 引言 | 第22页 |
| 2.2 加速度驱动型旋转二级倒立摆动力学建模 | 第22-25页 |
| 2.2.1 内摆杆的能量 | 第23-24页 |
| 2.2.2 编码器的能量 | 第24页 |
| 2.2.3 外摆杆的能量 | 第24-25页 |
| 2.2.4 运用拉格朗日法建立微分方程 | 第25页 |
| 2.3 二级倒立摆模型误差分析与动力学参数辨识 | 第25-34页 |
| 2.3.1 二级倒立摆动力学参数估测 | 第25-27页 |
| 2.3.2 倒立摆动力学参数编码与适应度函数设定 | 第27-29页 |
| 2.3.3 基于传统遗传算法的倒立摆动力学参数辨识结果 | 第29-31页 |
| 2.3.4 基于改进遗传算法的倒立摆动力学参数辨识结果 | 第31-33页 |
| 2.3.5 改进遗传算法与传统遗传算法对比 | 第33-34页 |
| 2.4 旋转二级倒立摆模型等效变换与动力学解耦 | 第34-37页 |
| 2.4.1 摆杆运动方程求解与动力学解耦 | 第34-35页 |
| 2.4.2 摆杆各项作用强度函数 | 第35-37页 |
| 2.5 摆杆空间位姿与内杆控制作用强度量化分析 | 第37-46页 |
| 2.5.1 内杆最大正向控制作用强度分析 | 第37-38页 |
| 2.5.2 内杆最大负向控制作用强度分析 | 第38-39页 |
| 2.5.3 内杆零控制作用强度分析 | 第39-44页 |
| 2.5.4 内杆控制作用强度结论与仿真验证 | 第44-46页 |
| 2.6 摆杆空间位姿与外杆控制作用强度量化分析 | 第46-53页 |
| 2.6.1 外杆最大正向控制作用强度分析 | 第47-49页 |
| 2.6.2 外杆最大负向控制作用强度分析 | 第49-50页 |
| 2.6.3 外杆最大控制作用强度小结 | 第50页 |
| 2.6.4 外杆零控制作用强度分析 | 第50-52页 |
| 2.6.5 外杆控制作用强度结论与仿真验证 | 第52-53页 |
| 2.7 动力学参数与摆杆控制作用强度量化分析 | 第53-61页 |
| 2.7.1 动力学参数与内杆控制作用强度量化分析 | 第54-58页 |
| 2.7.2 动力学参数与外杆控制作用强度量化分析 | 第58-61页 |
| 2.7.3 动力学参数与摆杆控制作用强度小结 | 第61页 |
| 2.8 本章小结 | 第61-62页 |
| 3 二级倒立摆平衡点间任意转换的仿人智能控制器设计 | 第62-104页 |
| 3.1 引言 | 第62-63页 |
| 3.2 基于动觉智能图式的仿人智能控制理论简介 | 第63-66页 |
| 3.3 两类SMIS-HSIC基本过程分析与图式形式化描述统一 | 第66-70页 |
| 3.3.1 感知-执行的决策过程分析与形式化统一 | 第66-69页 |
| 3.3.2 从基元到模态的融合构建过程分析 | 第69-70页 |
| 3.4 总体任务分解与控制系统结构设计 | 第70-75页 |
| 3.4.1 二级摆平衡点间任意转换控制总体任务分解 | 第70-74页 |
| 3.4.2 二级摆平衡点间任意转换仿人智能控制器结构设计 | 第74-75页 |
| 3.5 低阶动觉智能图式设计：子任务(转换动作)实现 | 第75-87页 |
| 3.5.1 基于控制作用强度分析与控制受限的运动时相划分 | 第76-80页 |
| 3.5.2 感知图式设计：特征基元提取与特征模态融合 | 第80-83页 |
| 3.5.3 运动图式设计：控制基元选择与控制模态融合 | 第83-85页 |
| 3.5.4 关联图式设计：从感知到执行的启发式直觉推理 | 第85-87页 |
| 3.6 高阶关联图式与成套随机动作序列执行 | 第87-90页 |
| 3.7 动觉智能图式编码与优化 | 第90-93页 |
| 3.7.1 基因与染色体 | 第90-91页 |
| 3.7.2 评价函数设定 | 第91-92页 |
| 3.7.3 环境参数设定 | 第92页 |
| 3.7.4 参数优化结果 | 第92-93页 |
| 3.8 实验结果展示与分析 | 第93-101页 |
| 3.8.1 成套转换动作实时实验结果 | 第94页 |
| 3.8.2 单个平衡点间转换动作实验结果 | 第94-101页 |
| 3.9 本章小结 | 第101-104页 |
| 4 二级倒立摆系统未建模动态抑制与预设性能跟踪 | 第104-126页 |
| 4.1 引言 | 第104页 |
| 4.2 平衡调节图式设计：系统稳定性监控 | 第104-108页 |
| 4.2.1 平衡调节图式中的感知：稳定性特征提取 | 第106-107页 |
| 4.2.2 平衡调节图式中的运动：稳定性控制模态 | 第107-108页 |
| 4.2.3 平衡调节图式中的关联：稳定性决策 | 第108页 |
| 4.3 应急处置图式 | 第108-113页 |
| 4.3.1 控制任务分析 | 第108-109页 |
| 4.3.2 感知图式 | 第109-110页 |
| 4.3.3 运动图式 | 第110-111页 |
| 4.3.4 关联图式 | 第111页 |
| 4.3.5 实时控制实验 | 第111-113页 |
| 4.4 同化图式设计与未建模动态抑制 | 第113-115页 |
| 4.4.1 离线同化图式设计与被控对象特性漂移抑制 | 第113-115页 |
| 4.4.2 在线同化图式设计与随机未建模动态抑制 | 第115页 |
| 4.5 参考轨迹与预设性能跟踪 | 第115-120页 |
| 4.5.1 参考轨迹选取与反馈增益计算 | 第117-120页 |
| 4.5.2 基于增益调度的补偿控制 | 第120页 |
| 4.6 基于稳定特征的关键参数校正 | 第120-122页 |
| 4.7 实时实验结果 | 第122-123页 |
| 4.8 本章小结 | 第123-126页 |
| 5 结论与展望 | 第126-130页 |
| 5.1 主要内容与创新点 | 第126-127页 |
| 5.2 不足与展望 | 第127-130页 |
| 致谢 | 第130-132页 |
| 参考文献 | 第132-140页 |
| 附录 | 第140-141页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第140-141页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间获批的发明专利 | 第141页 |
| C. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第141页 |
