2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、本文旨在針對(duì)直立式雙輪自平衡小車(chē)的控制問(wèn)題進(jìn)行研究,雙輪自平衡小車(chē)系統(tǒng)是多變量、強(qiáng)耦合、高度不穩(wěn)定,非線性的經(jīng)典控制理論模型,也是檢測(cè)各種控制算法優(yōu)劣的實(shí)驗(yàn)裝置,國(guó)內(nèi)外針對(duì)這一領(lǐng)域所進(jìn)行的研究具有重要的意義,無(wú)論是對(duì)于工業(yè)控制還是軍事領(lǐng)域自平衡小車(chē)的研究都起著舉足輕重的作用,因此自平衡小車(chē)的研究具有十分重要的理論研究?jī)r(jià)值;另外自平衡小車(chē)現(xiàn)今已被開(kāi)發(fā)成一種交通工具,這種交通方式更為綠色環(huán)保,節(jié)能便捷,逐漸成為公園以及高爾夫球場(chǎng)不可或缺的交

2、通工具,因此它更具有實(shí)用價(jià)值。本文主要工作有以下幾個(gè)方面:
  首先,根據(jù)研究要求對(duì)雙輪自平衡小車(chē)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)分為機(jī)械部分和控制系統(tǒng)兩部分,主要研究了控制器、檢測(cè)傳感器和電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)等模塊的工作原理和性能。
  其次,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓經(jīng)典力學(xué)的方法對(duì)小車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行分析建立雙輪自平衡小車(chē)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型,并從穩(wěn)定性、能控性、能觀性等方面對(duì)小車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行分析,得出自平衡小車(chē)系統(tǒng)是一個(gè)不穩(wěn)定的系統(tǒng),但可以加入相應(yīng)的

3、控制方法對(duì)其進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)自平衡小車(chē)穩(wěn)定運(yùn)行。
  再次,在已建立模型的基礎(chǔ)上,小車(chē)系統(tǒng)控制方法的選擇就成為關(guān)鍵。對(duì)比經(jīng)典的控制理論之后,本文選擇了更加適合的線性二次型最優(yōu)控制方法(LQR控制)對(duì)小車(chē)進(jìn)行自平衡控制,設(shè)計(jì)了LQR狀態(tài)反饋控制器,并針對(duì)LQR方法存在的問(wèn)題提出了基于LQR控制的加權(quán)矩陣的最優(yōu)穩(wěn)定度方法和基于遺傳算法的LQR方法,通過(guò)這兩種優(yōu)化算法對(duì)傳統(tǒng)的LQR控制方法進(jìn)行優(yōu)化。
  最后,基于前期的理論研究工作

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