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单座两轮自平衡电动车控制系统研究
| 论文题名： | 单座两轮自平衡电动车控制系统研究 |
| 关键词： | 单座两轮自平衡电动车;控制系统;整车数学模型;可控性;可观性 |
| 摘要： | 通过对单座两轮自平衡电动车控制系统的设计,使电动车完成自平衡行驶运动和整车转弯运动控制。本文主要完成了:整车的方案设计以及对方案的可行性评价;建立了整车数学模型以及对数学模型的可控性和可观性分析;采用最优控制理论设计电动车的控制系统,并用Matlab/Simulink来对控制性能进行仿真评价;最后搭建控制系统的硬件平台和完成控制系统的软件编程。主要内容和结论分为如下四个部分: 一、确定单座两轮自平衡电动车整车设计方案,对设计方案的物理模型进行ADAMS动力学仿真实验,仿真实验结果说明单座两轮自平衡电动车设计方案具备可行性和安全性。 二、用动力学方法对整车系统数学建模,数学模型的建立确定了整车控制系统的状态方程,对线性化的系统状态方程进行可控性和可观性分析,结果说明该系统具备可控性和可观性。 三、采用最优控制理论完成电动车控制系统设计,结合线性化的状态方程完成主控制器设计,采用全状态反馈控制结构来组建该控制系统。对控制系统进行Matlab/Simulink控制性能仿真,通过对不同初始条件下的仿真结果对比分析,得出该控制系统的设计可以完成单座两轮自平衡电动车的自平衡行驶运动和整车转弯运动控制。 四、按照整车系统设计方案以及控制系统设计,完成对电动车硬件平台的搭建;并依据控制性能要求来实现电动车的软件系统的编程;最终完成单座式两轮自平衡电动车控制系统的实物设计。 |
| 作者： | 董晓鹏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张三川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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