| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第9-18页 |
| 1.1 双轮自平衡小车的研究意义 | 第9-10页 |
| 1.2 双轮自平衡小车的国内外研究现状及分析 | 第10-16页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第13-15页 |
| 1.2.3 国内外研究分析总结 | 第15-16页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第16-18页 |
| 第2章 双轮自平衡小车的系统建模 | 第18-30页 |
| 2.1 双轮自平衡小车结构简要介绍 | 第18-19页 |
| 2.2 双轮自平衡小车的数学模型建立 | 第19-20页 |
| 2.3 电机建模 | 第20-22页 |
| 2.4 车轮建模 | 第22-24页 |
| 2.5 车身建模 | 第24-26页 |
| 2.6 转向建模 | 第26-27页 |
| 2.7 双轮自平衡小车的状态方程推导 | 第27-29页 |
| 2.8 小结 | 第29-30页 |
| 第3章 系统模型线性化与性能分析 | 第30-43页 |
| 3.1 双轮自平衡小车非线性模型线性化方法 | 第30-38页 |
| 3.1.1 直接近似线性化 | 第30-31页 |
| 3.1.2 泰勒级数展开近似线性化 | 第31-33页 |
| 3.1.3 反馈线性化 | 第33-38页 |
| 3.2 自平衡小车的线性模型系统性能分析 | 第38-41页 |
| 3.2.1 能控性分析 | 第38-39页 |
| 3.2.2 能观性分析 | 第39页 |
| 3.2.3 稳定性分析 | 第39-41页 |
| 3.3 不同线性化方法的对比 | 第41-42页 |
| 3.4 小结 | 第42-43页 |
| 第4章 变结构控制的相关理论 | 第43-53页 |
| 4.1 滑模变结构控制的基本概念 | 第43-45页 |
| 4.2 滑模变结构控制的数学描述 | 第45-47页 |
| 4.3 滑动变结构控制的三个基本要素 | 第47-50页 |
| 4.3.1 滑动模态的存在性 | 第47-48页 |
| 4.3.2 滑动模态的可达性及广义滑模 | 第48页 |
| 4.3.3 滑模运动的稳定性 | 第48-49页 |
| 4.3.4 滑模变结构控制系统的动态品质 | 第49-50页 |
| 4.4 滑模变结构控制的设计方法 | 第50-51页 |
| 4.4.1 切换函数的选择 | 第50-51页 |
| 4.4.2 变结构控制量的求取 | 第51页 |
| 4.5 滑模变结构控制存在的问题 | 第51-52页 |
| 4.6 小结 | 第52-53页 |
| 第5章 双轮自平衡小车的控制研究 | 第53-72页 |
| 5.1 自平衡小车的极点配置方法 | 第53-57页 |
| 5.1.1 状态反馈与极点配置 | 第53-55页 |
| 5.1.2 双轮自平衡小车的极点配置 | 第55-57页 |
| 5.2 基本的滑模变结构控制 | 第57-61页 |
| 5.2.1 切换函数的确定 | 第57-59页 |
| 5.2.2 变结构控制量的选取 | 第59-61页 |
| 5.3 基于指数趋近律的变结构控制 | 第61-64页 |
| 5.3.1 趋近律的介绍 | 第61-62页 |
| 5.3.2 基于指数趋近律变结构控制器的设计 | 第62-64页 |
| 5.4 基于模糊趋近律的滑模变结构控制 | 第64-71页 |
| 5.4.1 模糊控制的基本概念 | 第64-67页 |
| 5.4.2 基于模糊趋近律的滑模变结构控制器的设计 | 第67-71页 |
| 5.5 小结 | 第71-72页 |
| 第6章 各控制方法的仿真对比与总结 | 第72-83页 |
| 6.1 双轮自平衡小车的Simulink仿真模型 | 第72-73页 |
| 6.2 各控制方法系统仿真比较 | 第73-81页 |
| 6.2.1 系统状态响应的比较 | 第73-76页 |
| 6.2.2 系统可控范围的比较 | 第76-78页 |
| 6.2.3 系统抖振情况的比较 | 第78-80页 |
| 6.2.4 系统抗干扰性的比较 | 第80-81页 |
| 6.3 小结 | 第81-83页 |
| 第7章 总结与展望 | 第83-85页 |
| 致谢 | 第85-86页 |
| 参考文献 | 第86-89页 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研情况 | 第89页 |