基于dsp的两轮自平衡小车的设计与研究

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1、太原理工大学硕二[：研究生学位论文目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1课题研究的背景和意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．2国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．2．1国外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．2．2国内研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．3国内外文献分析⋯⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．91．3．1控制方法的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．91．3．2控制芯片的选择⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．101．3．3传感器的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯101．4本论文的主要研究内容⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．10第二章两轮白平衡小车数学模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．2直线一阶倒立摆数学模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．3两轮自平衡小车数学模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．142．3．1系统动力学方程⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．152．3．2系统线性化模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．202．3．3系统实参数模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．222．3．4系统能控性及能观性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．23第三章两轮自平衡小车控制方法研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、．253．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．2状态反馈极点配置法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯263．2．1状态反馈⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．263．2．2极点配置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．273．2．3极点配置结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．313．3线性二次型最优控制法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．3．1线性二次型最优控制算法基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．333．3．2小车线性二次型最优控制算法实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．35V太原理工大学硕士研究生学位论文3．4控制方法结果分析⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．38第

4、四章小车系统软硬件实现⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．1概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．394．2硬件部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯404．2．1主控制芯片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．404．2．2陀螺仪⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4l4．2．3加速度传感器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．424．2．4无刷直流电机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．444．2．5D／A转换芯片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯454．3软件部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．3．1开发环境⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46．4．3．2

5、软件编程结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯47第五章小车系统模型辨识⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．515．1系统辨识基本理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5l5．1．1系统辨识简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯515．1．2系统辨识的步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．525．2常用系统辨识方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．535．2．1古典辨识法⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．545．2．2最小二乘辨识法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．545．2．3梯度校正辨识法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．555．2．4极大似然辨识法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．55

6、5．3系统辨识结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．55第六章数字滤波器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．636．1数字滤波器基础理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．636．1．1数字滤波器简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯636．1．2数字滤波器基本结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．636．1．3数字滤波器设计步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．656．2Matlabl在数字滤波器设计中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯656．2．1常用滤波器设计及分析函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．65VI太原理工大学硕：士研究生学位论文6．2．2滤波器设计工具箱FDATOOL⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯⋯666．3小车系统数字滤波器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．67第七章全文总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．75致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．79攻读硕士学位期间发表的学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．80VI【太原理工大学硕士研究生学位论文太原理工大学硕士研究生学位论文1．1课题研究的背景和意义第一章绪论自从第一台机器人于二十世纪六十年代初在美