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摘要
第1章 绪论
1．1 研究背景及其意义
1．2 轮式倒立摆的研究现状
1．2．1 轮式倒立摆的控制算法
1．2．2 轮式倒立摆控制存在的问题
1．3 本文主要研究内容
1．4 本章小结
第2章 轮式倒立摆的软硬件开发环境
2．1 轮式倒立摆机器人的硬件设计
2．2 Beaglebone Black核心控制器
2．3 实时处理单元
2．4 运动控制模块
2．4．1 姿态检测模块
2．4．2 光电编码盘测速模块
2．4．3 电机驱动模块
2．4．4 超声波模块
2．4．5 双独立供电模块
2．4．6 电压转换模块
2．5 轮式倒立摆机器人的软件设计
2．5．1 Beaglebone Black开发环境
2．5．2 软件开发流程及程序设计
2．5．3 轮式倒立摆的控制算法
2．5．4 系统的软硬件调试
第3章 轮式倒立摆的建模与辨识
3．1 概述
3．2 轮式倒立摆机器人系统的建模
3．2．1 电机模型
3．2．2 车轮模型
3．2．3 车身模型
3．2．4 轮式倒立摆机器人模型
3．2．5 模型分析
3．3 辨识方案
3．3．1 辨识模型结构
3．3．2 选择闭环辨识
3．3．3 激励信号的选择
3．3．4 获得输入输出数据
3．3．5 数据预处理
3．3．6 选择辨识算法
3．3．7 辨识结果
3．3．8 模型验证
3．4 小结
第4章 轮式倒立摆的轨迹线性化控制
4．1 引言
4．2 轨迹线性化的思路
4．3 轨迹线性化的设计方法
4．4 线性时变系统的PD谱配置
4．4．1 线性时变系统的反馈控制
4．4．2 PD谱理论概述
4．4．3 二阶系统及期望PD特征值
4．4．4 闭环PD谱设计
4．4．5 系统的伪逆
4．5 轨迹线性化控制器设计
4．5．1 系统的开环设计
4．5．2 系统的闭环设计
4．5．3 仿真结果
4．5．4 轨迹线性化方法的实现
4．5．5 小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
