两轮自平衡车摆机器人建模与控制方法的研究--聚文网

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内容简介

本书对两轮自平衡车摆机器人的运动规律展开了深入研究。本书根据拉格朗日方程建立了两轮自平衡车摆机器人的运动学和动力学模型，对动力学模型进行深入的分析，同时进行降阶和解耦处理，将该机器人系统分解为直行子系统和转向子系统，并在假设条件下对直行动力学进行了处理，使该机器人复杂的动力学模型得到了简化，极大地方便了机器人控制器的设计。此外，在所获得的两轮自平衡车摆机器人动力学模型的基础上，本书还对该机器人的动力学特性进行了研究，得到了该机器人稳态运动的规律。本书针对两轮自平衡车摆机器人的平衡控制问题，提出了基于线性化模型的递归LQR平衡控制算法，递归 LQR算法在平衡点附近实现了离散线性化，保证了算法的精确度；针对非线性系统模型提出了自适应模糊算法，此算法直接以非线性系统为被控对象，通过构造模糊系统和自适应律，实现对模型的精确控制；深入分析了两轮自平衡车摆机器人的运动控制问题，根据该机器人的数学模型，提出了机器人的直行和转向控制策略。另外，本书依据两轮自平衡车摆机器人的直行动力学模型和转向动力学模型，分别设计了该机器人的直行控制器和转向控制器。针对以上控制策略，本书采用MATLAB 的动力仿真实验，验证了控制方法的有效性。

第1章绪论 1.1 两轮自平衡机器人概述 1.2 国内外研究现状 1.3 两轮自平衡机器人研究现状分析 1.4 研究意义 1.5 研究内容第2章两轮自平衡车摆机器人系统构建及姿态测量 2.1 两轮自平衡车摆机器人机械系统 2.2 两轮自平衡车摆机器人控制系统 2.3 两轮自平衡车摆机器人姿态测量方法的设计 2.4 两轮自平衡车摆机器人扩展自适应卡尔曼滤波算法的研究 2.5 本章小结第3章两轮自平衡车摆机器人建模及动力学特性分析 3.1 两轮自平衡车摆机器人建模假设条件及参数说明 3.2 两轮自平衡车摆机器人运动学建模 3.3 两轮自平衡车摆机器人动力学建模 3.4 两轮自平衡车摆机器人动力学特性分析 3.5 本章小结第4章两轮自平衡车摆机器人平衡控制算法研究 4.1 线性二次型控制介绍 4.2 两轮自平衡车摆机器人递归LQR算法的研究 4.3 LQR平衡仿真实验 4.4 两轮自平衡车摆机器人自适应模糊控制算法的研究 4.5 自适应模糊平衡控制仿真 4.6 本章小结第5章两轮自平衡车摆机器人直行和转向控制研究 5.1 模糊算法概述 5.2 两轮自平衡车摆机器人平衡控制方法 5.3 两轮自平衡车摆机器人直行控制方法 5.4 两轮自平衡车摆机器人转向控制方法 5.5 本章小结第6章两轮自平衡车摆机器人实验研究 6.1 VC++和MATLAB混合编程概述 6.2 两轮自平衡车摆机器人实验系统 6.3 两轮自平衡车摆机器人实验内容 6.4 本章小结第7章结论参考文献

两轮自平衡车摆机器人建模与控制方法的研究

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