文档介绍：摘要本篇论文详细介绍了一种自行研制的二轮小车倒立摆系统以及对这种倒立摆的多种方式的控制,并对系统的设计和控制方法进行了相应的比较、分析和总结。全篇论文一共包含六个部分,从六个方面阐述了二轮小车倒立摆系统设计、加⒖制、分析的全过程的。首先引言部分说明了设计这种二轮小车倒立摆系统的动机和目的,对这种二二轮小车倒立摆系统的特性加以分析、介绍,并给出我们所希望达到的结果。然后从四个方面分别是机电系统、刂瓢濉⑷砑低场⑹P徒⒍哉鯻二轮小车倒立摆系统的设计内容进行了具体仔细的介绍。在阐述二轮小车倒立摆的机电系统这一部分中,它包含构建小车倒立摆的基本部件。它包括机械部分、信号采集系统、直流力矩电机、刂破骱偷缭次甯霾糠郑杂诨瞪计部分我们给出了设计的图纸和关键部件的主要尺寸。对于所用电子设备部分我们给出了元器件的型号、用途和主要的技术参数。对于二轮小车倒立摆的刂瓢澹由杓圃蚝蜕杓乒塘椒矫娼樯芰硕中〕档立摆的刂瓢宓目7ⅰT诟錾杓颇谌葜埃钥7⑷砑辛思蛞5概述。在刂瓢宓纳杓颇谌葜校颐歉菟迪值墓δ芙獶控制板划分成五个模块最小系统及接口模块、电机驱动模块、采样模块、电压转换模块、滤波和信号整形模块醇右运得鳌T诮樯芨鞲瞿?槭薄;垢隽嗣扛瞿?榈纳杓圃砗屯烈F件的性能参数。。首先对开发平台的功能加以说明,再给出软件系统的流程图,、参数确定、滤波仿真、结果分析等几个方面加以详尽描述。之后针对二轮小车倒立摆系统,选6倭ρХ治龅姆椒ń惺芰Ψ治觯俳⒁,然后义进行了离散化处理,建立离散数学模型,井运用控制理论对系统的控制性能进行了相关分析,提出了二轮小车倒立摆系统的控制策略:闭环极点配置和刂疲并且对控制策略进行了分析,计算了相麻的控制器参数。然后运用软件对上述两种控制策略分别进行了仿真,并对仿真结果进行分析、比较。之后对二轮小车倒立摆系统进行了实际控制,结合控制结果,对控制器的选择和数的选择做出了摄终的选择。本文最后对中〕档沽谙低车墓菇ㄆ健Э刂平辛思蛞5淖芙幔哉鱿低车目7及性能做出评价,指出轮小车倒立摆系统的成功之处雨写慕牟糠郑缓筇岢隽进一步的研究内容。关键词:二轮小车倒立摆系统,硬件开发,软什设计,刂芓中国科学技术大学硕士毕业论文第
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言第一章引式系绣,然而随着现代工业的要求和微电子技术的进一步发展,一种特种微处理器够控制好这种倒立摆,显然更能够说明这种控制理论和埠制方式的成功。倒立摆系统是非线性、强耦合、多变量和自然不稳定的系统,是检验各种控制理论的理想试验平台,在控制过程中倒立摆系统能有效地反映诸如可稳定性、鲁棒性、,人们已经利用经典控制理论、现代控制理论以及各种智能控制方法实现了倒立摆系统的控制。而且为了更有针对性检验控制理论和控制方式,科研人员设计出许多不同类型的倒立摆系统。包括直线倒立摆,环形倒立摆、平面倒立摆、柔性倒立摆等,可是这些倒立摆都将控制束缚在一定的轨迹上,能够设计一种不受轨迹束缚的倒立摆成为许多倒立摆研究人员的愿望,因为如果设计出这种轨迹不受束缚的倒立摆它会拥有许多其它倒立摆系统不能拥有的特性:首先,倒立摆系统的控制是许多复杂控制的模型,比如,,而这些控制对象都是自由运行、轨迹不受限制的,如果倒立摆也可以自由运行,那么它就有着更好的代表性,对它的控制就有更大的实际价值。其次,对轨迹不受限制的倒立摆的控制比轨迹受到束缚的倒立摆的控制对控制理论的检验更有说服力,因为自由运行的倒立摆在运行中会遇到更多、更真实的干扰、噪声可以工作在更多,更复杂的条件下,如高低不平的道路。风速比较大的环境等等,如果能而且,这种例立摆可以实现更多的控制内容,当运行轨迹不受限制之后,倒立摆系统可以很方便的加入传统倒立摆所不能实现的控制,比如路径规划,远程控制等等。自由移动的倒立摆设计和应用时所涉及的知识面非常广泛,即包括嵌入式系统、等硬件内容,也包含镅浴⒒惚嘤镅缘热硎仓J叮褂新瞬ā⒋ǜ衅餮≡裼胗τ谩⑹处理等其它相关知识,使学生在做实验和设计开发中能够学到更多的专业知识,有利丁教学的开展。可见,能够自由移动的倒立摆确实有着很多的优点,可是要设计出这种倒立摆就必须摆脱台式计算机的限制,需要一种倒立摆系统自身可以携带的