【正文】 XXXX 大學本科畢業(yè)設計 （論文） 低重心式兩輪車動力學建模 與分析 Dynamic Modeling and Analyzing of a Twowheeled Vehicle with Lowergravity 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎?影印、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 涉密論文按學校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 指導教師評 閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設計）過程 學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題 的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 指導教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 低重心式兩輪車動力學建模與分析 I 教研室（或答辯小組 ）及教學系意見 低重心式兩輪車動力學建模與分析 II 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 低重心式兩輪車動力學建模與分析 III 摘 要 隨著科學技術的迅速發(fā)展，移動機器人 得到越來越多的關注 。兩輪自平衡機器人作為一種 典型的 輪式移動機器人， 具有 適應環(huán)境能力強 ， 移動和轉向靈活方便 、 運動效率高 、 能量損耗小 等特點 ，能夠完成多輪機器人無法完成的復雜運動及操作，特別適用于工作環(huán)境變化大、任務復雜的場合，因此自平衡兩輪 機器人 在工業(yè)、民用、軍事以及太空探索等領域具有廣泛的應用前景。 但是， 由于兩輪自平衡機器人屬于非完整約束、欠驅動系統(tǒng)， 具有多變量、非線性和欠驅動的特點， 因此 其動力學方程復雜， 控制 系統(tǒng) 設計難度大，限制了該類機器人的發(fā)展 。 本文 在總結現(xiàn)有各種兩輪自平衡機器人樣機構型的基礎之上，提出一種新型的兩輪自平衡機器人構型方案 —— 低重心式兩輪車 ，該 兩輪車 能夠進行全方位行走，運動速度快，零轉彎半徑，具有靈活 的運動能力。 不同于倒立擺式的設計結構，由于采用下垂擺式的結構，因此該兩輪車系統(tǒng)具有本質穩(wěn)定性。 針對一般兩輪車車體產生的震蕩現(xiàn)象，我們提出采用磁流變效應的原理，對車體震蕩現(xiàn)象進行主動抑制。 通過對 低重心式兩輪車 的運動規(guī)律，轉向機理 進行分析 ，建立了 低重心式兩輪車 的動能、勢能 和磁流變阻力矩 的數學模型， 進 而利用拉格朗日方程建立了 低重心式兩輪車 的動力學模型，為低重心式兩輪車控制策略的設計提供了理論依據。 最后利用 MATLAB 對得到的動力學模型進行了仿真分析， 以 獲得期望的 低重心式兩輪車 的位移、速度、擺角的實驗曲線。通過分 析仿真數據驗證了建立的動力學模型正確性與有效性。 關鍵詞 ： 兩輪車 ； 非完整約束 ； 動力學建模；拉格朗日乘子法 低重心式兩輪車動力學建模與分析 IV Dynamic Modeling and Analyzing of a Two– wheeled Vehicle with Lowgravity Abstract With the development of the science and technology, more attention focus on the mobile robot. As a kind of wheeled mobile robot, twowheeled selfbalanced robots have the capability to adapt the plex situations. It can move and shift flexibility. Therefore, twowheeled selfbalanced robot can perform several rounds of the plicated motion which the multiwheeled robot can not achieve, especially in the changeful environment such as space exploration, topographic reconnaissance and transportation of dangerous goods. So it is suitable for detecting in narrow and dangerous space and has a wide foreground both in civilian and space explore. But twowheeled selfbalanced robot has multivariable, nonlinear and parameter uncertainty characteristics. Therefore, the dynamic equation is quite plex and it is difficult to design a control system .Both of the negative factors limited the development of such robots. Based on summarizations of the present twowheeled selfbalanced robot in view of structure, a new twowheeled selfbalanced robot has been proposed. That is Twowheeled Vehicle with Low gravity. Twowheeled Vehicle with Low gravity is characterized by rapid motion, it can both run in omni direction and turn with zero radius. The design of the structure is different from the inverted pendulum. Due to adopt the structure of hanged pendulum, the two wheel