非完整轮式机器人动力学模拟及控制问题研究

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外相关研究

1.2.1 非完整系统动力学研究现状

1.2.2 移动机器人研究现状

1.2.3 轮式移动机器人建模方法及基础理论

1.2.4 非完整轮式机器人控制方法

1.3 本文主要内容与结构安排

第2章 非完整系统与轮式移动机器人简介

2.1 引言

2.2 约束、广义坐标和自由度

2.3 非完整约束

2.3.1 非完整约束的条件及特征

2.3.2 非完整约束的判别

2.3.3 非完整系统在位形空间中的可达性

2.4 非完整约束实例分析

2.5 轮式机器人的构造和基本特征

2.5.1 轮式移动机器人构成要素

2.5.2 轮式移动机器人基本构型

2.6 轮式移动机器人的非完整特性分析

2.7 本章小结

第3章 基于Routh方程的非完整系统动力学建模分析

3.1 引言

3.2 Routh方程

3.3 移动机器人的力学建模

3.3.1 移动机器人系统的运动模型

3.3.2 动力学方程

3.3.3 数值仿真分析

3.4 考虑侧滑时的力学建模及仿真

3.4.1 前轮运动的非光滑约束条件

3.4.2 支撑力模型与库伦摩擦力计算

3.4.3 数值仿真分析

3.5 本章小结

第4章 基于高斯原理的非完整系统动力学分析

4.1 引言

4.2 高斯原理简介

4.2.1 力学的变分原理

4.2.2 高斯原理

4.2.3 质点形式的高斯最小拘束原理

4.2.4 广义坐标形式的高斯最小拘束原理

4.3 准坐标形式的高斯最小拘束原理

4.3.1 准速度与准坐标

4.3.2 准坐标形式的高斯最小拘束原理推导

4.4 实例分析

4.5 仿真结果

4.6 本章小结

第5章 基于动力学模型的轨迹规划与跟踪控制

5.1 引言

5.2 建立带输入补偿的优化控制模型

5.3 李雅普诺夫稳定性理论

5.4 轨迹跟踪及动力学控制模型

5.4.1 轨迹跟踪原理

5.4.2 动力学控制模型建立

5.5 控制器模型

5.5.1 控制器数学模型

5.5.2 速度跟踪控制器设计

5.5.3 转角跟踪控制器设计

5.5.4 建立Simulink仿真模型

5.5.5 仿真结果

5.6 本章小结

第6章 总结与展望

6.1总结

6.2本文的主要创新

6.3本文工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢