平衡車姿態(tài)控制技術(shù)研究任務(wù)書

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目 平衡車姿態(tài)控制技術(shù)研究 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 院 電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 自動(dòng)化 (本一 ) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 課題的內(nèi)容和要求 （研究內(nèi)容 、研究目標(biāo)和解決的關(guān)鍵問題） 自平衡車 作為一種結(jié)構(gòu)簡單、控制方式靈活的機(jī)器人移動(dòng)本體，隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，在越來越多的場合中得到使用，并在其基礎(chǔ)上增加不同的功能模塊可以實(shí)現(xiàn)更加具體的功能，具有廣泛的應(yīng)用前景 。 系統(tǒng)通常由四個(gè)部分組成：移動(dòng)機(jī)構(gòu)、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。移動(dòng)機(jī)構(gòu)是智能車的主體，決定了運(yùn)動(dòng)空間，一般采用輪式機(jī)構(gòu)。感知系統(tǒng)一般采用超聲波測距儀、接觸和接近覺傳感器、紅外線傳感器和 CCD 攝像機(jī)等。隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)以及移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)已具備了 堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和良好的發(fā)展前景。智能車的控制與工作環(huán)境往往是不確定的或多變的，用傳感器探測環(huán)境、分析信號(hào)，以及通過適當(dāng)?shù)慕７椒▉砝斫猸h(huán)境，具有特別重要的意義。對(duì)于工作在復(fù)雜非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的智能車，要進(jìn)一步提高其自動(dòng)化程度，主要依靠模式識(shí)別及障礙物識(shí)別、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及適當(dāng)人工智能方法，還需要進(jìn)一步開發(fā)全局模型，從而為智能車獲取全局信息。 課題的研究方法和技術(shù)路線 通過參閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，了解 智能車的發(fā)展現(xiàn)狀，并在對(duì)智能車的設(shè)計(jì)思路和方法研究的基礎(chǔ)上，提出一個(gè)可實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)比較簡單的智能車方案。 1、 研究自平衡 車的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型，構(gòu)建其機(jī)械仿真模型； 2、 建立基于控制模型的控制算法，并進(jìn)行 matlab 仿真研究，確定相應(yīng)的控制參數(shù)； 對(duì)機(jī)械仿真模型和 matlab 算法進(jìn)行聯(lián)系仿真研究，進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真試驗(yàn)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)。 基 礎(chǔ) 條 件 學(xué)生已經(jīng)修完傳感器技術(shù)、單片機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)控制原理、電機(jī)控制技術(shù)等專業(yè)課程，具備設(shè)計(jì)所需的理論基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)建模相關(guān)文獻(xiàn) Matlab 軟件的控制系統(tǒng)建模與仿真相關(guān)文獻(xiàn) 機(jī)械動(dòng)力學(xué)仿真軟件 adams 的系統(tǒng)機(jī)械建模與仿真 本課 題必須完成的任務(wù)： 建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和機(jī)械動(dòng)力學(xué)仿真模型； 建立相關(guān)控制算法并進(jìn)行 matlab 仿真； 完成自平衡小車機(jī)械動(dòng)力學(xué)和控制算法的聯(lián)合仿真研究。 成果形式 論文一篇 進(jìn)度計(jì)劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 2.25-3.1 查閱中外參考文獻(xiàn)，翻譯一份英文資料。 3 月 25 日 上交 3.1-3.14 消化吸收參考文獻(xiàn)及資料，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。 3 月 30 日 上交 3.16-4.24 進(jìn)行總體研究（設(shè)計(jì)）工作。 3.12 3.15 完成開題答辯 4.25 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。 4 月 30 日前 完成中期檢查 4.26-5.17 進(jìn)行模塊研究（設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試等）工作。 5 月 17 日 基本完成 5.18-5.31 撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書）。 6 月 1 日 交畢業(yè)論文草稿 6.1-6.5 修改完善畢業(yè)論文，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)成果演示和驗(yàn)收。 6 月 15 日前 畢業(yè)論文定稿 6.6-6.8 準(zhǔn)備和進(jìn)行畢業(yè)論文答辯。 6 月 6 日 答辯 教研室審核意 見 教研室主