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摘要:現(xiàn)在隨著科技的不斷發(fā)展，人類的生活水平正在不斷的提高，但隨之而來又有許多問題，比如環(huán)境污染，交通擁堵等一系列問題。自平衡車相對于傳統(tǒng)代步工具具有更加環(huán)保，節(jié)約空間，成本低廉等優(yōu)勢，許多國家都在研究這個項目，本設(shè)計內(nèi)容具有一定的理論及現(xiàn)實意義。本設(shè)計主要目的是建立自平衡小車的系統(tǒng)模型，在數(shù)學建模的基礎(chǔ)上，通過微分方程的轉(zhuǎn)換把系統(tǒng)的傳遞函數(shù)建立出來。首先使用常用的比較簡單的PID控制算法進行了控制仿真，在此基礎(chǔ)之上采用了先進的LQR控制算法進行了控制仿真。最后，在MATLAB軟件的Simulink仿真包里搭建模型，驗證PID以及LQR控制算法的仿真，仿真結(jié)果表明系統(tǒng)可以按照設(shè)定穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：自平衡小車；PID控制；LQR控制；MATLAB仿真
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1 研究背景及意義-1 1.2 研究現(xiàn)狀以及關(guān)鍵技術(shù)-1 1.2.1系統(tǒng)設(shè)計-2 1.2.2數(shù)學建模-2 1.2.3檢測系統(tǒng)-2 1.2.4控制算法-2 1.3 本文主要研究的目標與內(nèi)容-2 2 模型的建立-4 3 基于PID控制器的設(shè)計-8 3.1 PID控制器簡介-8 3.2 PID控制的計算和分析-8 4 基于LQR控制器的設(shè)計-11 4.1 LQR最優(yōu)調(diào)節(jié)器簡介-11 4.2 LQR最優(yōu)調(diào)節(jié)器的原理-11 4.3 LQR最優(yōu)調(diào)節(jié)器的計算-12 4.4 LQR 調(diào)節(jié)器的原理圖-12 5 PID控制和LQR控制在MATLAB中的仿真實現(xiàn)-14 5.1 PID調(diào)節(jié)器在MATLAB Simulink中的實現(xiàn)-14 5.2 LQR調(diào)節(jié)器在MATLAB Simulink中的實現(xiàn)-15 結(jié) 論-19 參 考 文 獻-20 致 謝-21 |
