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毕业设计 倒立摆运动虚拟现实动态仿真设计,共36页,14828字。
目录
摘要 1
Abstract II
目录 1
第一章 绪论 2
1.1课题的来源 2
1.2 倒立摆运动研究与国内外现状 2
1.2.1倒立摆运动的起源与发展 2
1.2.2 国内外倒立摆运动现状及应用技术研究 2
1.3 研究的目的和意义 3
1.4软件平台的设计 4
1.5本文研究的主要内容 4
1.6 本章小结 4
第二章 倒立摆运动基本理论 5
2.1倒立摆运动的相关概念 5
2.2倒立摆运动系统 5
2.3 关于倒立摆系统的理论分析及计算 6
2.3.1 关于倒立摆系统理论分析 6
2.3.2 关于倒立摆系统假设及计算 7
2.3.3 关于倒立摆系统PID反馈控制规律 8
2.4 本章小结 10
第三章 建立倒立摆运动的虚拟现实世界 11
3.1 虚拟现实和VRML 11
3.2 虚拟现实工具箱与MATLAB交互过程 11
3.3 建立倒立摆运动的虚拟现实世界 12
3.4 本章小结 12
第四章 软件设计 13
4.1MATLAB软件的介绍 13
4.2软件设计 15
4.3本章小结 17
第五章 系统虚拟现实动态仿真设计 18
5.1 在Simulink环境下建立的系统模型 18
5.1.1 PID模块 21
5.1.2 二维模型到三维模型的转换模块 22
5.1.3期望目标位置S0的处理及操作方式转换模块 23
5.1.4使用VR Sink模块将三维位置和角度信号送到虚拟世界中 25
5.2 本章小结 27
参考文献 28
致谢 30
附录1 31
程序清单 31

摘要
倒立摆系统作为典型的快速，多变量，非线性，绝对不稳定系统，一直是控制理论与应用的热点问题，因为它不但是验证现代控制理论方法的典型实验装置，而且其控制方法和思路对处理一般工业过程亦有广泛的用途。
本文主要是在MATLAB平台上建立倒立摆的SIMULINK模型,并运用MATLAB的虚拟现实工具箱提供逼真的可视化和交互性进行模拟仿真,用虚拟现实技术将仿真结果表现为实际机械运动过程,实现系统建模和计算可视化,可以更好地进行系统分析。
MATLAB是于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化数学软件,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个方便的、界面友好的用户环境,已成为科技工作者进行科学计算、控制系统分析和研究等问题的重要工具。虚拟现实工具箱
(Virtual Reality Toolbox)是由VRML所构成的浏览器与MATLAB和SIMULINK紧密结合,将模型系统以三维空间的虚拟方式呈现,使设计、仿真过程融入虚拟世界,使得设计更为形象,仿真时设计者不仅可以看到可视化的设计过程,还可以对对象进行操作控制。本文利用MATLAB的虚拟现实工具箱与SIMULINK相结合建立了一级直线倒立摆的SIMULINK模型与虚拟模型,形象直观的研究了倒立摆的运动及影响因素。
关键词：倒立摆 智能小车 MATLAB 虚拟现实