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对两轮自平衡机器人的功能要求进行了分析,并根据功能要求对其进行了硬件模块的设计与开发.对系统进行了动力学分析,经线性化后建立了系统的数学模型,为控制器设计提供了理论依据;根据系统模型,设计了LQR最优控制器,利用MATLAB进行仿真,获得了期望的平衡控制性能;最后通过对开发的样机进行实验,验证了控制器的正确性和有效性.