二轮自平衡电动车动力学分析及控制研究开题报告

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1. 研究目的与意义

1、研究背景近年来，移动机器人研究不断深入，应用领域更加广泛，与此同时所面临的环境和任务也越来越复杂。

机器人经常会遇到一些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，因此如何在这样比较复杂的环境中灵敏快捷的执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。

此外，随着人们对环保的要求越来越高，新能源车的要求也就越发旺盛。

2. 国内外研究现状分析

一、国内外研究现状两轮自平衡电动车运动控制问题而言，它类似于一级倒立摆。

而倒立摆的研究则要追溯到上个世纪年代，当时的控制专家们为了研究解决火箭和导弹的制导过程中的姿态测量与控制问题而设计了倒立摆系统，使它可用于测试和验证各种姿态控制算法的可靠性与可行性。

1.1国外研究概况1986年，日本电通大学山腾一雄（kazuoyamafuji）提出此概念，并在1987年申请的一项平行双轮机器人的专利中，使用了该技术。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1. 二轮自平衡电动车动力学模型的建立；2. 二轮自平衡电动车数值仿真；3. 自平衡车的PID控制策略研究。

研究计划：1-3周，学习MATLAB软件的建模和仿真方法；4-7周，学习动力学基础知识和平衡车动力学模型；8-10周，学习基本控制理论；11-14周，利用MATLAB软件仿真、计算和分析两轮自平衡车的PID控制；15-16周，毕业设计说明书。

4. 研究创新点

建立该类电动车的动力学模型，分析所建立动力学模型，利用pid控制算法实现电动车自平衡以及基本的前进后退功能。

在matlab软件中实现动力学模型和控制算法的仿真计算。

了解掌握自平衡二轮电动车的动力学原理和控制算法，为相关车辆实验提供理论基础。