本文關鍵詞：自平衡兩輪電動車斜面建模及其平衡控制　出處：《遼寧大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：本文所選的研究對象是兩輪平衡車的行走機構,此機構為具有兩輪同軸、對稱分布的特點,采用兩個直流伺服電機分別獨立驅(qū)動左右車輪進行行走,它具有高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性等特點,是驗證各種算法的理想的平臺,同時它具有運動靈活、結構簡單等特點,可用于交通運載等領域。當平衡系統(tǒng)在坡面上運動時,在重力作用影響下,使其平衡狀態(tài)更難于控制。行走機構是通過不斷的改變擺桿角度進行車速的改變使得車體保持平衡狀態(tài)。本文主要針對該機構的行走平衡控制技術進行研究。研究成果如下：(1)利用拉格朗日方程建立兩輪平衡行走機構在坡面運動時的動力學模型,此模型具有非線性、強耦合等特性,再在一定范圍內(nèi)對模型進行線性化得到線性的控制系統(tǒng)的數(shù)學模型。(2)通過進行線性二次型LQR法設計線性二次型最優(yōu)控制器,并進行仿真,此方法可以使平衡車實現(xiàn)穩(wěn)定平衡。(3)通過極點配置法選取加權陣,在利用線性二次型LQR法得出最優(yōu)極點配置法來進行自平衡車的狀態(tài)反饋控制器的設計,并在MATLAB軟件下進行控制算法仿真。仿真結果顯示,此種方法可以很好調(diào)節(jié)自平衡車的穩(wěn)定平衡,減少了系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)的時間。(4)最后,經(jīng)過兩種方法比較,最優(yōu)極點配置法達到穩(wěn)態(tài)所用的時間優(yōu)于線性二次型,并且可以持續(xù)穩(wěn)定。
[Abstract]:A linear quadratic optimal controller is designed and simulated by means of a linear quadratic LQR method , which has the characteristics of high - order , unstable , multi - variable and non - linear .

【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U48;TP242

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本文編號：1425690