基于LQR算法兩輪自平衡小車的系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、本文旨在設(shè)計與研究兩輪自平衡小車系統(tǒng)．兩輪自平衡小車是一種非線性、強(qiáng)耦合、多變量、自然不穩(wěn)定、具體的、實(shí)現(xiàn)起來相對便宜的復(fù)雜系統(tǒng)，給控制理論提出了很大的挑戰(zhàn)，是檢驗(yàn)各種控制方法處理能力的典型裝置，受到世界各國科學(xué)家的重視，成為具有挑戰(zhàn)性的課題之。
　　 兩輪自平衡小車系統(tǒng)是種左右兩個輪并行布置、可以依靠傾角傳感器和陀螺儀所檢測的傾角和傾角變化速率結(jié)合控制算法維持自身平衡的一種新型電動車系統(tǒng)。木文進(jìn)行了兩輪自平衡小車系統(tǒng)簡化模型的

2、理論研究，根據(jù)運(yùn)動學(xué)和牛頓力學(xué)推導(dǎo)出了小車系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)狀態(tài)方程，并進(jìn)行了系統(tǒng)可控性與能觀性驗(yàn)證。本文在Matlab-simulink軟件平臺對系統(tǒng)模型的狀態(tài)方程進(jìn)行LQR和PID兩種控制算法的控制效果研究，同時又應(yīng)用Matlab-simulink軟件和ADAMS動態(tài)仿真進(jìn)行了聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)，最終確定控制策略。通過理論仿真實(shí)驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)，本文進(jìn)行了系統(tǒng)硬件系統(tǒng)的設(shè)計包括機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計和電氣系統(tǒng)設(shè)計，最后，本文在JAR軟件平臺下，應(yīng)用C