小車倒立擺系統(tǒng)開(kāi)題報(bào)告

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1、開(kāi)題報(bào)告填表說(shuō)明1.開(kāi)題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程規(guī)范管理的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)工作作風(fēng)的重要手段，是學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作方案，是學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作的依據(jù)。2.學(xué)生選定畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目后，與指導(dǎo)教師進(jìn)行充分討論協(xié)商，對(duì)題意進(jìn)行較為深入的了解，基本確定工作過(guò)程思路，并根據(jù)課題要求查閱、收集文獻(xiàn)資料，進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)（社會(huì)調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)考察、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)等），在此基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)題報(bào)告。3.課題的目的意義，應(yīng)說(shuō)明對(duì)某一學(xué)科發(fā)展的意義以及某些理論研究所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益等。4.文獻(xiàn)綜述是開(kāi)題報(bào)告的重要組成部分，是在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)資料后，對(duì)與本人所

2、承擔(dān)課題研究有關(guān)方面已取得的成就及尚存的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述，并提出自己對(duì)一些問(wèn)題的看法。5.研究的內(nèi)容，要具體寫(xiě)出在哪些方面開(kāi)展研究，要突出重點(diǎn)，實(shí)事求是，所規(guī)定的內(nèi)容經(jīng)過(guò)努力在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)可以完成。6.在開(kāi)始工作前，學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師幫助下確定并熟悉研究方法。7.在研究過(guò)程中如要做社會(huì)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)或在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行工作，應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明使用的儀器設(shè)備、耗材及使用的時(shí)間及數(shù)量。8.課題分階段進(jìn)度計(jì)劃，應(yīng)按研究?jī)?nèi)容分階段落實(shí)具體時(shí)間、地點(diǎn)、工作內(nèi)容和階段成果等，以便于有計(jì)劃地開(kāi)展工作。9.開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行填寫(xiě)，指導(dǎo)教師不能包辦代替。10.開(kāi)題報(bào)告要按學(xué)生所在系規(guī)定的方式

3、進(jìn)行報(bào)告，經(jīng)系主任批準(zhǔn)后方可進(jìn)行下一步的研究（或設(shè)計(jì)）工作。一、課題的目的意義：倒立擺系統(tǒng)作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，形象直觀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，構(gòu)件組成參數(shù)和形狀易于改變，成本低廉；作為一個(gè)被控對(duì)象，它又相當(dāng)復(fù)雜，就其本身而言，是一個(gè)高階次、不穩(wěn)定、多變量、非線性、強(qiáng)耦合系統(tǒng)，只有采取行之有效的控制方法方能使之穩(wěn)定。理論是工程的先導(dǎo)，倒立擺的研究具有重要的工程背景。機(jī)器人行走類似倒立擺系統(tǒng)，盡管第一臺(tái)機(jī)器人在美國(guó)問(wèn)世以來(lái)已有幾十年的歷史，但機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)至今仍未很好解決。由于倒立擺系統(tǒng)的穩(wěn)定與空間飛行器控制和各類伺服云臺(tái)的穩(wěn)定有很大相似性，也是日常生活中所見(jiàn)到的任何重心在上、支點(diǎn)在

4、下的控制問(wèn)題的抽象。因此，倒立擺機(jī)理的研究又具有重要的應(yīng)用價(jià)值，成為控制理論中經(jīng)久不衰的研究課題。二、文獻(xiàn)綜述（分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、提出問(wèn)題，找到研究課題的切入點(diǎn)，附主要參考文獻(xiàn)，約2000字）：倒立擺系統(tǒng)的最初分析開(kāi)始于二十世紀(jì)五十年代，是一個(gè)比較復(fù)雜的不穩(wěn)定，多變量，帶有強(qiáng)耦合特性的高階機(jī)械系統(tǒng)。倒立擺系統(tǒng)存在嚴(yán)重的不確定性，一方面是系統(tǒng)的參數(shù)的不確定性，一方面是系統(tǒng)受到不確定因素的干擾。其控制方法和思路在處理一般工業(yè)過(guò)程中有很廣泛的用途，此外，其相關(guān)的研究成果也在航天科技和機(jī)器人學(xué)習(xí)方面得到了大量的應(yīng)用，如機(jī)器人行走過(guò)程中平衡控制，火箭發(fā)射中的垂直度控制和衛(wèi)星飛

5、行中的姿態(tài)控制等，因此，倒立擺系統(tǒng)是進(jìn)行控制理論研究的理想平臺(tái)。倒立擺是機(jī)器人技術(shù)﹑控制理論﹑計(jì)算機(jī)控制等多個(gè)領(lǐng)域﹑多種技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，其被控系統(tǒng)本身又是一個(gè)絕對(duì)不穩(wěn)定、高階次、多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)，可以作為一個(gè)典型的控制對(duì)象對(duì)其進(jìn)行研究。倒立擺控制系統(tǒng)可以作為教學(xué)的方法和各種控制實(shí)驗(yàn)理想的控制理論實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)于控制理論中的大多數(shù)經(jīng)典控制系統(tǒng)：比如魯棒性的系統(tǒng)、非線性的系統(tǒng)、隨動(dòng)系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)以及鎮(zhèn)定相關(guān)的系統(tǒng)等都能以倒立擺控制系統(tǒng)的研究得到的較好反映。為了能夠用于測(cè)試實(shí)驗(yàn)室階段的控制方法對(duì)非線性以及振蕩問(wèn)題的處理能力的良好效果，這需要通過(guò)深入研究倒立擺控制系統(tǒng)

6、。早在上世紀(jì)60年代，人們就開(kāi)始了對(duì)倒立擺系統(tǒng)的研究。1966年Schaefer和Cannon應(yīng)用Bang–Bang控制理論，將一個(gè)曲軸穩(wěn)定于倒置位置。到60年代后期，倒立擺作為一個(gè)典型不穩(wěn)定、非線性的例證被提出[1]。自此，對(duì)于倒立擺系統(tǒng)的研究便成為控制界關(guān)注的焦點(diǎn)。倒立擺的種類有很多，按其形式可分為：懸掛式倒立擺、平行式倒立擺、環(huán)形倒立擺和平面倒立擺；按級(jí)數(shù)可分為：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)、多級(jí)等；按其運(yùn)動(dòng)軌道可分為：水平式、傾斜式；按控制電機(jī)又可分為：?jiǎn)坞姍C(jī)和多級(jí)電機(jī)。目前有關(guān)倒立擺的研究主要集中在亞洲，如中國(guó)的北京師范大學(xué)、北京航空航天大學(xué)[2]、中國(guó)科技大學(xué)[

7、3]，日本的東京工業(yè)大學(xué)、東京電機(jī)大學(xué)，東京大學(xué)[4]。韓國(guó)的釜山大學(xué)、忠南大學(xué)，此外，俄羅斯的圣彼得堡大學(xué)[5]、美國(guó)的東佛羅里達(dá)大學(xué)[6]、俄羅斯科學(xué)院[7]、波蘭的波茲南技術(shù)大學(xué)[8]、意大利的佛羅倫薩大學(xué)[9]也都對(duì)這個(gè)領(lǐng)域有持續(xù)的研究。近年來(lái)，雖然各種新型倒立擺不斷問(wèn)世，但是可自主研發(fā)并生產(chǎn)倒立擺裝置的廠家卻并不多。目前，國(guó)內(nèi)各高?；旧隙疾捎孟愀酃谈吖竞图幽么驫uanser公司生產(chǎn)的系統(tǒng)[10,11]；其它一些生產(chǎn)廠家還包括（韓國(guó)）奧格斯科技發(fā)展有限公司（FT-4820型倒立擺）、保定航空技術(shù)實(shí)業(yè)有限公司；最近，鄭州微納科技有限公司的微