平衡车机电控制系统建模与仿真分析

"平衡车机电控制系统建模与仿真.pdf" 这篇文档主要探讨的是平衡车的机电控制系统的设计与仿真，由沈阳建筑大学交通与机械工程学院的学者孙军、万明伦、吕博和王玉玲共同撰写。研究的核心是构建一个能够稳定运行的机电控制系统，通过对系统的数学建模和仿真来优化控制策略。 首先，作者们建立了一个系统结构模型，这是进行后续建模工作的基础。他们采用了拉格朗日方法，这是一种在物理学和工程学中广泛使用的动态系统建模技术，通过考虑系统的动能和势能来建立动力学方程，从而得到系统的数学模型。这个模型能够描述平衡车在各种运动状态下的行为。 然后，研究人员利用LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）这一强大的图形化编程环境及其控制与仿真工具包，根据之前建立的数学模型设计了一个状态反馈控制器。LabVIEW是NI公司推出的一种用于创建交互式测量和控制应用程序的软件，非常适合进行复杂的控制系统设计和仿真。 在仿真测试中，当对系统施加0.22弧度的扰动后，平衡车的位置、速度、倾斜角度和角速度在大约3.5秒内都能恢复到平衡状态。这一结果验证了所建立的模型的合理性和控制器的有效性，表明状态反馈控制器能够有效地稳定系统，并对扰动有良好的响应能力。 关键词包括平衡车、数学建模、状态反馈和LabVIEW，表明研究重点集中在这些领域。文档的分类号为TP273.5，通常对应于自动化技术和计算机应用类的科技文献，而文献标识码A则表明这是一篇原创性的科研论文。该研究项目得到了辽宁省自然科学基金的支持。 这篇文档深入地研究了平衡车的机电控制系统，通过数学建模和LabVIEW仿真，设计出了一种能够确保平衡车稳定性的状态反馈控制器。这项工作对于理解和改进平衡车的控制性能，以及推动相关领域的技术发展具有重要意义。