西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人签名: 日期 西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密,在 年解密后适用本授权书。本人签名: 日期 导师签名: 日期 摘要两轮自平衡机器人作为典型的多变量、非线性、欠驱动和不稳定系统,是验证各种控制算法的理想平台。同时它具有运动灵活、结构简单等特点,可用于交通、运载等领域。因此对于两轮自平衡机器人的研究既有理论意义又有实用价值。本文以两轮自平衡机器人为研究对象,首先采用拉格朗日方程建立两轮自平衡机器人的非线性、强耦合动力学模型,并将所得的非线性模型进行线性化,得到系统的线性化动力学模型。其次,根据最优控制理论,设计了线性二次最优控制器,并进行了仿真。仿真结果表明,线性二次最优控制器不仅能使两轮自平衡机器人保持平衡,还能实现对参考输入信号的跟踪,鲁棒性较好。然后,基于系统的线性化动力学模型,设计了模糊+PD控制器,并进行了仿真。仿真结果表明,模糊+PD控制器是有效的,而且控制性能优于线性二次最优控制。进而,以模糊+PD控制器为基础,引入基于函数模型的论域伸缩因子,设计了一种具有自适应能力的变论域模糊+PD控制器,并进行了仿真。仿真结果表明,与模糊+PD控制相比,变论域模糊+PD控制不仅具有良好的鲁棒性,而且还减小了系统的超调量,提高了系统的稳态精度。最后,分别进行线性二次最优控制和模糊+PD控制实物实验,实验结果验证了两种控制算法在两轮自平衡机器人控制中的有效性。关键词:两轮自平衡机器人 拉格朗日方程 线性二次最优控制 模糊+PD控制变论域AbstractThetwo-wheeledself-balancingrobot(TWSBR)ischaracterizedasatypicalmultivariable,nonlinear,,thenonlinear,,basedontheoptimalcontroltheory,,,,afuzzy+PDcontrollerisdesignedfortheTWSBRinthisresearch,andsimulationsarecarriedout,Thesimulatedresult
两轮自平衡机器人的建模、控制与实验研究-机械电子工程专业毕业论文 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.