平行双轮电动车建模与控制仿真研究

"平行双轮电动车的建模与控制仿真 (2005年) - 韩建海、李航、白玉川、李济顺 - 河南科技大学、北京理工大学、洛阳北方企业集团公司" 本文是工程技术领域的学术论文，主要讨论了平行双轮电动车的系统构建、数学建模以及在Matlab环境下的控制仿真。平行双轮电动车是一种创新的交通工具，其设计挑战在于如何保持车辆的稳定行驶，特别是在仅有两个并行轮子的情况下。 作者首先详细介绍了所制作的平行双轮电动车的系统组成部分，这通常包括动力系统、驱动装置、传感器、控制系统以及平衡机制等。这些组件的协同工作是实现车辆稳定行驶的关键。在系统构成部分，作者可能提到了如何通过现代电子技术实现对车辆姿态的实时监控和调整。 接下来，他们建立了电动车的数学模型，这是进行控制设计的基础。数学建模通常涉及动力学分析，考虑车辆的质量分布、转动惯量、摩擦力以及电机动力输出等因素，以形成一组描述车辆运动状态的方程。这个模型对于理解车辆动态行为和设计控制器至关重要。 在控制策略方面，作者运用了线性系统理论，设计了一个状态反馈控制器。状态反馈是一种常见的控制方法，它通过获取系统状态的实时信息，调整控制器的输出来维持系统稳定。在Matlab环境中，可以利用控制理论工具箱进行控制器的设计和仿真，以验证其性能。 仿真结果显示，所设计的状态反馈控制器能够有效保证系统的稳定性，这意味着车辆即使在不同的驾驶条件下也能保持平衡，避免侧翻。为了进一步验证理论成果，作者还进行了实物样机的实际行走控制试验。这些实地试验对于评估模型的准确性和控制器的实用性至关重要，它们证明了理论建模和控制设计在实际应用中的合理性和有效性。 这篇论文深入探讨了平行双轮电动车的控制问题，通过数学建模和仿真技术，提出了一种有效的控制策略，并通过实验验证了其效果。这项研究对于推动双轮电动车技术的发展，提高其稳定性和行驶安全性具有重要意义。