两轮自平衡机器人建模与仿真

摘要

本文在对两轮自平衡机器人进行比较分析的基础上，用Pro/E软件构造了两轮自平衡机器人的三维几何模型，在ADAMS/View中添加运动副和运动约束完成了仿真模型的创建，实现了机器人动态平衡、跟踪角度运动、跟踪速度运动、沿着一定坡度爬行、平衡中突然受到外力作用等仿真分析。通过仿真检验了两轮自平衡机器人结构设计的合理性和控制策略的可行性。 本文还引入模糊控制策略，设计了两轮同步模糊控制器。 通过对两轮自平衡机器人的建模与仿真分析，证明了两轮自平衡机器人能够满足要求的动态特性，获得了相应的动力学仿真结果数据，为实际工作提供了理论依据和数据参考；同时验证了两轮自平衡机器人结构设计的合理性，研制了两轮自平衡机器人本体。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1引言

1.2两轮自平衡机器人国内外研究现状分析

1.2.1两轮自平衡机器人国外研究现状分析

1.2.2两轮自平衡机器人国内研究现状分析

1.3几种典型两轮自平衡机器人的性能比较

1.4课题来源及研究目的和意义

1.5本文主要研究内容

第2章两轮自平衡机器人的设计

2.1引言

2.2两轮自平衡机器人工作原理

2.3两轮自平衡机器人系统结构

2.3.1机械系统结构

2.3.2控制系统结构

2.4本章小结

第3章两轮自平衡机器人的运动学和动力学分析

3.1引言

3.2两轮自平衡机器人运动学分析

3.3两轮自平衡机器人动力学分析

3.4本章小结

第4章两轮自平衡机器人仿真分析

4.1引言

4.2仿真环境简介

4.3两轮自平衡机器人仿真模型的建立

4.3.1建模步骤

4.3.2验证模型

4.4两轮自平衡机器人的仿真

4.4.1动态平衡仿真

4.4.2跟踪角度仿真

4.4.3跟踪速度仿真

4.4.4爬坡仿真

4.4.5突受外力仿真

4.5本章小结

第5章两轮同步控制器的设计与仿真

5.1引言

5.2模糊控制简介

5.3模糊控制器的设计

5.3.1模糊控制器的结构选择

5.3.2模糊控制参数的确定

5.3.3模糊控制规则的建立

5.3.4模糊控制表的制定

5.4两轮同步的控制仿真

5.4.1控制仿真系统简介

5.4.2控制仿真系统的设计

5.4.3仿真结果与分析

5.5本章小结

结论

参考文献

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致谢