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自行车机器人的自平衡控制是机器人领域的一个难点问题,国内外目前的研究大多还停留在初步的理论探讨上。本课题在前人研究的基础上,对自行车机器人的控制作了更深刻的探讨,设计出了完整的数字控制系统,并且做了大量的实验对其进行验证,分析了数字控制器的实时性。本文首先总结了前人在自行车机器人动力学模型上的研究成果,在依靠调节车把保证自行车机器人平衡的非线性动力学模型的基础上,为自行车机器人设计了基于二次型最优控制理论的数字控制器,并分析了该系统的稳定性、可控性与可观测性。接下来,详细介绍了用于验证该控