㈠ 为什么要在机器人控制中使用弹簧倒立摆模型
一、控制变量法。
在研究涉及到几个变量的物理问题时，常常采取只允许一个条件改变、其它条件不变的方法来进行探究。控制变量法常用于探究物理规律的实验教学中。例如：在研究“电阻上的电流跟电压的关系”时，确定对象是电流以后，引导学生采用控制变量法进行探究实验。先控制一个物理量——电阻不变，研究电流与电压的关系，再控制另一个物理量———电压不变，研究电流与电阻的关系，最后综合这些关系得出结论。又如研究“压力的作用效果与哪些因素有关”、“导体的电阻与那些因素有关”、“磨擦力的大小与哪些因素有关”等。教师在进行实验思想和方法的教学中应精心设计，创设情景，循序渐进，使学生掌握并会应用。
二、等效替代法。
等效是一种抓住两个看来不同的物理过程，寻求其相同的效果之处。用此来探究物理概念和规律来解决物理问题的方法。新课程改革不囿于教材，在学习了测密度的一般方法后，我设计了不能直接测量质量或体积的探究实验题型。例如用如下器材：弹簧测力计、空矿泉水瓶、细线、足量的水和牛奶，试测牛奶的密度。分析：牛奶的质量可以直接用弹簧测力计测出，牛奶的体积（瓶子的容积）可用水的质量和密度来替代，问题可得到解决。此后，又设计了“等质量”、“等压强”、“等浮力”的探究题型来测物质的密度，学生的创新能力得到了培养。
三、问题转化法。
为了化抽象为直观，化难为易，使未知内容向直观、已知的问题转化，实行“变量替换”。如电流看不见。摸不着，我们可以通过电流的三大效应来检验导体中是否有电流通过。又如：我们可以通过研究大气产生现象的实验来研究大气压，从小磁针N、S的偏转情况知道磁场的存在，从固体、液体、气体的扩散实验知道分子的无规则运动。教学中不仅要把有关的概念、规律讲清楚，而且要教会学生探究这类问题的方法。
四、类比法。
根据两个对象之间，在一些方面的类似性或同一性，以此类推出在其它方面之间也可能类似或同一。这种从特殊到特殊的探究方法，它能启发和开拓我们的思维，给我们提出科学假设和探索新概念的途径，对物理学的发展，对学生的学习物理有着巨大的作用。如《电压》是教学的重点，也是教学的难点。难就难在电压较抽象，不能直接实验，教学中通过水压类比得出电压，具体探究过程是：1、从水压实验总结出水压是水管中的水发生定向移动形成水流的原因；2、引导学生讨论得出电压是使电路中的电荷发生定向移动形成电流的原因；3、教师总结出抽水机是提供水管两端有水压的装置；4、引导学生得出电源是提供电路两端有电压的装置。整个过程尽管多花些时间，然而对培养学生科学思维的方法大有益处。正如前苏联学者瓦赫罗夫说：“类比像闪电一样，可以照亮学生所学学科的黑暗角落”。
五、演绎法。
从一般到个别进行推理的思维方法。应用时，往往是把一般判断作为推理的出发点（大前提），把叙述的中介判断称为小前提，由大前提和小前提推断出结果（结论）。如探究自然界中有两种电荷，“且只有两种电荷”，的实验中，通过如下的实验事实：
1、绸子摩擦过的两根玻璃棒互相排斥——它们带同种电荷。
2、毛皮摩擦过的两根橡胶棒互相排斥——同种电荷互相排斥。
3、绸子摩擦过的玻璃棒与毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引——它们带的电荷不同，所以电荷有两种。
4、各种各样的物质互相磨擦后，凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒相吸引的就会跟毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥；凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒想吸引的就会跟绸子摩擦过的玻璃棒相排斥由此得出结论：自然界中存在两种电荷，且只有两种电荷。如果教师只给出上述结论，不重视探究过程，就错过了研究方法教育的机会。
六、抽象和理想化法
在物理实验教学中，抽象是一种重要的方法。初中讲动能、势能的时候，通过演示滚动的小球、举高的重锤、压缩的弹簧等实验都能做功的事实，引导学生分析、比较、综合、概括形成动能、势能的概念，就是抽象事物共同的本质特征。
为了探究一类事物共同的本质特征；把物质、运动的某种性质隔离出来；使实验过程理想化。
科学的理想化不同于无根据的幻想，有它的客观根据。客观存在的复杂事物具有多方面的特性，处于多种条件下。但是在一定的现象中并不是所有性质、所有条件都起同样重要的作用，而是只有一种或少数几种起主要作用，其余的不起作用，或者作用很小。理想化就是突出起主要作用的性质或条件，而完全忽略其它性质或条件。例如在杠杆教学中，为什么使用的杠杆是一根粗细均匀的直杆，用线把它中心位置悬挂起来的目的又是什么？通过讨论使学生明确实验用杠杆可以看作理想的轻质杠杆，杠杆上只受到动力和阻力作用，这样研究杠杆的平衡条件问题就简单化，很容易得出杠杆的平衡条件。
在实验探究时，有时为了突出事物的本质，必然要忽略一些次要矛盾，把一些理想化条件加以限制。如"研究功的原理"实验教学中，必须不考虑杠杆、滑轮的自重和受到的摩擦；"研究机械能转化和守恒定律"时，应不考虑滚动摆受到的空气和摩擦阻力等等。有些是实物模型的理想化，如“支点”、“光滑无摩擦水平面”；不计重力的轻杆和滑轮；在研究液体压强的公式时，假想出一个液柱；运用U型连通器时的溥液片来研究压强的关系等。有些是抽象模型的理想化，研究磁场时引入磁感线；用光线描述光的传播等。
理想实验是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，根据逻辑法则，对过程作进一步的分析、推理。伽俐略就是在从斜槽滚下的小球滚上另一斜槽，后者坡度越小，小球滚得越远的实验基础上，提出他的理想实验的。运用这种理想化的方法，可培养和发展学生的想象能力和逻辑推理能力。
在认识理想化法的特点的同时，也应该让学生认识：在一定理想化条件下得出的规律，只在（或者非常接近）这些条件下适用。
七、对比法
“比较”是人们常用的探究方法，是找出事物之间的差异点和共同点的研究方法，通过事物间相同特征或相异特征的比较，这样的研究方法就是对比法。教师可以引导学生通过实验比较，引出比热的概念。在两个烧杯中分别盛以质量相等的水和煤油，用同样的电热器加热，测出它们的温度升高相同值时；所需通电时间不同，也就是吸收热量不同，这反映了物质的特性——比热；“研究物体浮沉条件”时，用同一支铅牙膏壳，先做成盒状放入水中，漂浮于水面，然后把牙膏壳挤成一团放入水中，结果沉底。通过对比得出物体浮沉的条件；对不同物质在单位体积内的质量不同做比较得出密度概念等。这样不但学习掌握起来十分容易，而且使学生印象更加深刻。
八、图表法
图象是描述物理过程、揭示物理规律、解决物理问题的重要方法之一，它具有形象、直观、动态变化过程清晰等特点，能把物理问题简化明了，使探究过程优化，有效、简捷。例如在探究奈的熔化过程中，将实验数据作出如下图象：如图（一）
很容易理解晶体熔化的特点．在综合物态变化时时。根据实验事实，综合出六种物态变化，以及吸热（放热）关系。
图表法也常用于实验教学，通过大量的实验进行观察，取得数据，然后加工整理上升为规律。如探究《凸透镜成像的规律》时，按下面的表格进行探究实验，很容易得出凸透镜成像的规律
物体到凸透镜
的距离（U） 像到凸透镜
的距离（V） 像的大小
（放大或缩小） 像的正倒
（正立或倒立） 像的虚实
（虚像或实像）
U>2f f2f 缩小 倒立 实像
U=2f V=2f 等大 倒立 实像
F2f V>2f 放大 倒立 实像
U=2f 不成像
(一束平行光线)
U v>u 放大 正立 虚像
以上是一些常见的探究方法，初中物理实验教学中还有其它的研究方法。如观察法、猜想（假说）法、对称法、公式法等。如何引导学生选择适宜的探究方法，去发现问题和解决问题，是培养学生创新精神，提高学生科学素养的关键。
㈡ 谁能给个机械设计的实例
有已经完成好的机械类设计题目如下： 车连杆加工工艺及夹具设计 种子丸化机的设计与研究 残膜回收装置的设计 甜菜收获机的设计 倒立摆建模及仿真分析 垃圾车翻倒机构的设计及其仿真 葡萄埋藤机的设计 国际通行棉包堆垛机的设计 番茄种子除芒机的设计 棉花机械特性试验装置设计 前支棉杆装配在线检测及其工艺装备的设计 玉米秸秆青贮型收获机的设计 自走式番茄收获机割台机构的设计 简式龙门钻铣床的结构设计 采棉机采摘装置关键零件 ——摘锭的分析 仿生海豚的推进机构与运动研究 城市道路破冰清雪机的设计 夹持式棉花精量点播器 多功能保健床的设计 仿生两栖机器蛇的结构设计及优化 微型棉花衣分试轧机的设计 哈密瓜糖度无损检测方法研究 4ZT-8型摘棉桃机——摘桃装置及输送系统三维造型设计 辣椒干燥试验装置设计 自动转向玩具小车的机构与运动研究 多模态仿生两栖机器鱼的推进机构与运动研究 籽棉抓斗机构设计 洋葱收获机的设计 单轮吊椅的改进设计 多模态仿生两栖机器鱼的推进机构与运动研究 拖把甩干装置的机构设计 玉米秸秆还田机 库尔勒香梨自动分级机 控制系统设计 线椒取种机的设计 胶棒式软摘锭采棉机采摘头试验台设计 球形果采摘机器人设计及其三维仿真 基于PMAC控制卡的开放式数控系统 仿生两栖机器蛇的结构设计与优化 食品盒模具的三维设计及仿真加工 高压磨料水射流切割装置机械部分设计 苗床育苗播种机的研究与设计 马铃薯种植机具的设计
㈢ 求一篇关于机械设计制造的毕业论文、 带CAD图纸的。 加我Q好友。
汽车连杆加工工艺及夹具设计
种子丸化机的设计与研究
残膜回收装置的设计
甜菜收获机的设计
倒立摆建模及仿真分析
垃圾车翻倒机构的设计及其仿真
葡萄埋藤机的设计
国际通行棉包堆垛机的设计
番茄种子除芒机的设计
棉花机械特性试验装置设计
前支棉杆装配在线检测及其工艺装备的设计
玉米秸秆青贮型收获机的设计
自走式番茄收获机割台机构的设计
简式龙门钻铣床的结构设计
采棉机采摘装置关键零件 ——摘锭的分析
仿生海豚的推进机构与运动研究
城市道路破冰清雪机的设计
夹持式棉花精量点播器
多功能保健床的设计
仿生两栖机器蛇的结构设计及优化
微型棉花衣分试轧机的设计
哈密瓜糖度无损检测方法研究
4ZT-8型摘棉桃机——摘桃装置及输送系统三维造型设计
辣椒干燥试验装置设计
自动转向玩具小车的机构与运动研究
多模态仿生两栖机器鱼的推进机构与运动研究
籽棉抓斗机构设计
洋葱收获机的设计
单轮吊椅的改进设计
多模态仿生两栖机器鱼的推进机构与运动研究
拖把甩干装置的机构设计
玉米秸秆还田机
库尔勒香梨自动分级机 控制系统设计
线椒取种机的设计
胶棒式软摘锭采棉机采摘头试验台设计
球形果采摘机器人设计及其三维仿真
基于PMAC控制卡的开放式数控系统
仿生两栖机器蛇的结构设计与优化
食品盒模具的三维设计及仿真加工
高压磨料水射流切割装置机械部分设计
苗床育苗播种机的研究与设计
马铃薯种植机具的设计
孔式穴播器核心部件取种器的模具设计
小型扫地车设计
除雪机的系统设计
连杆加工工艺及夹具设计
“珍爱生命”防震担架的研究与设计
挖坑机的设计
葡萄籽皮分离机
倒立摆机械系统设计
多控制面仿生机器鱼机构设计及优化
箱体工艺规程及卡具设计
库尔勒香梨自动视觉检测分级装置设计
番茄翻秧机设计
型孔式膜上精量排种器设计
切割试验台的结构设计
大容量籽棉自卸拖车造型设计
倾斜圆盘玉米排种器的设计
全位置焊接辅助器的设计
马铃薯种植机的设计
数控线切割机床电参数采集系统设计
健身洗衣机机构设计
四行集排型孔式精量排种器的设计
玉米收获机割台的机构设计
基于Pro/E的液力传动变速箱设计与仿真分析
㈣ 最近在做单级环形倒立摆的课程设计，在网上也找了好多资料，可都是关于仿真的，我想知道的是，倒立摆实物
倒立摆的实物就是高尔夫球场捡球的两个轮子人们站立在上面的小车，其动态稳定程度取决于控制系统的精度和合理性。做这类设计需要深刻的机械设计功底和广泛的电子知识，最后才谈到程序的编写。
㈤ 我们毕业论文题目是:机械制造与机械设计的关系 谁能帮帮我 怎么写 小弟不胜感激!满意的话加高分!
透析吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠
之《振动清雪铲静动态强度分析》和最新除雪机械技术
王锡山
本人于2000年着重研发除雪设备，是“振动”除雪铲的发明人。研究设计除雪机械设备首先要保证除冰雪机械设备的使用性和性能的实现，现就吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠等教授之《振动清雪铲静动态强度分析》进行透析，并对除雪机械设备在设计中必须具备的结构加以简要说明，本人尽量达到语言通俗易懂，已引导研发机械设备除雪领域的思维不入误区，促进产品的发展。
吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》（简称：《分析》），来源于2011年春天吉林大学受白山市一家企业之托，为该企业改进振动除雪铲的生产工艺的基础之上，该《分析》和实际相差很远。《分析》在【摘要】中提到的“振动”、“冰雪振碎”、“自动越障”以及【正文快照】中提到的“清雪铲可对压实的冰雪冲击破碎并予以清除”实属不切合实际。《分析》本身的概念和论述有误，其内容固然偏离实际，本人就此加以透析，以便对研发除冰雪机械起到正确引导作用，充实研发中的理论和实际依据，更好的服务于人民群众和社会。
一、除冰雪机械设备性能现状 目前在国内外没有一台真正意义上能够除掉路面上积冰的机械设备，原因之一是除雪机械相对其他机械发展的比较晚，各国没有对路面形成的冰必须清除等特别要求。原因二是冰的形成是典型的物质三态，即从液态水遇冷之后在路面上形成了固态，所以冰和路面的亲和力非常强，冰和沥青的硬度又基本相符，要想把两者硬度相符的物体剥离且不损坏路面，是机械力难以实现的，本人正在对路面冰的有效去除进行研发并有突破性进展，不久产品将会面世。
世界各国对路面积雪的清除都根据国情的不同有着不同的除雪机械设备，并有实际除雪效果。就我国冬季路面的积雪有一定的特殊性，碾压过的压实雪占70%以上，碾压过的压实雪在路面上的附着力非常强且具有一定的亲和力，目前国内外没有性能稳定的除压实雪机械设备。我国的城市路面和公路路面均有不同的凸出物体，这就迫使各种除雪机械设备必须要有很好的避让性，在这方面的性能所有的除雪机械都不是很理想，就是有避让性能的除雪机械设备其除雪效果也达不到要求。吉林捷盈研发生产的各种除雪机械设备经过市场验证，其除压实雪、冰雪混合物（雪没有完全形成冰）、自然积雪的效果非常好，当遇到路面凸出物体时能够自行越过，越过后伺服复位继续作业，这方面值得业内研究借鉴并值得重组扩大生产服务于社会。
二、透析吉林大学刘谊宾、汪秀山、马文星、吕景忠之《振动清雪铲静动态强度分析》（简称：《分析》）的概念 该《分析》在【摘要】中提到的“振动”、“冰雪振碎”、“自动越障”，的确不切合实际，除冰根本不能实现。
1、“振动”透析 除压实雪机械设备具有震动性能确实有一定效果但绝不是“振动”，震动与“振动”不是一个概念。震动是指机械设备整体有源震动，除雪铲作业执行结构部分是铲刃，铲刃具有震动频率超过5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度，对除冰雪能起到很好的作用，本人经过多年的研发已经完成这种震动铲并很快问世，这种震动铲能把冰雪震碎加以清除。“振动”是指机械设备有源往复运动的一种形式，“振动”对各种机械设备要有一定限制，“振动”的频率不能过高否则机械设备产生共振使设备无法作业。在除雪机械设备中，如果铲刃和路面形成的夹角适合除雪、“振动”连接部分结构的质量为300kg、“振动”往复8mm、频率600次/min、除雪机械整体不产生共振在相对平衡值的情况下，按着这组数据计算则铲刃单向“振动”线速度为4800mm/min，如果整体除雪机械设备作业速度设定50000 mm/min（3km/h），则铲刃没有实现往复“振动”，也就是“振动”在除雪作业中就没有实现 “冰雪振碎”的性能，所以【正文快照】中提到的“清雪铲可对压实的冰雪冲击破碎并予以清除”实属不切合实际。论述本身性能概念有误，其《分析》中的内容固然偏离实际。
2、“自动越障”描述不清 除雪铲除雪作业越过路面凸出物体性能很关键，这个性能决定了该除雪铲是否能够进行除雪作业。吉林大学照搬吉林白山企业生产的除雪铲结构、并申请的实用新型专利（201220271647.4），所阐述的主要结构和他人早在2010年申请的国家专利（201020162151.4）完全一样，该结构除雪铲在慢速除雪作业时可自动越过路面凸出物体，越过后不能自动复位，需要作业人员伺服复位，其“自动越障”的描述极易误导业内人士和使用者对性能的真实理解。本人设计的全自动越障复位除压实雪铲即将面向市场。
三、除雪机械设备在结构设计中的基本要求
1、除雪机械现状 我国冬季降雪的城市基本是降雪的同时车辆在道路上不间断行驶，这样城市道路上都是以压实雪为主，目前除了吉林捷盈生产的除雪铲外，没有性能稳定的除压实雪机械设备。因为铲刃和路面夹角的设计不合理、越障方面设计上的不足，导致各种除雪铲在作业时基本都对向下压力有限制，使除雪铲达不到除雪性能。整机除雪行走机械更是因为消耗件消耗太快、结构设计上有欠缺等因素导致性能不稳定。由于除雪机械的市场需求很大、又有一定的利润空间、一般的制造手段就可以实现等因素，就促使了有一定条件单位或个人有一个想法就生产并销售，使除雪机械设备市场鱼目混珠。
2、除雪机械设备在结构设计中的基本要求 越障结构设计和铲刃与路面夹角的设计直接影响除雪机械的性能。根据多年试验和对各种积雪的研究，城市道路除雪以除雪铲为最佳选择，根据路况和雪情的不同铲刃与路面的夹角30°—50°（形成的锐角）、铲刃越障结构以后翻滚式为最佳设计。压实雪的硬度和一般硬化路面的硬度差别很大，根据铁锹人工除雪的力学分析，除雪铲刃必须具备三点受力，这样铲刃就像人工除雪一样把压实雪从路面上剥离，但铲刃的材料要求很高，通过实验其硬度应在HRC52—58且要具有一定的抗冲击性，除雪铲除雪作业速度适合在5Km/h-30Km/h。
公路或高速公路除雪速度相对要求高、除净率比城市道路要相对低，因此铲刃与路面的夹角适合75°—80°（形成的锐角）、除雪作业速度适合在15Km/h-60Km/h。由于除雪设备的作业环境比较恶劣，在设计中要使设备整体能够承受各方面的承受力、材料的选择要使设备受力后具有一定的弹性变形。吉林捷盈生产的城市道路除雪铲和公路除雪铲是比较成功的设计，相关结构可以参考，但因知识产权原因不能仿制。
3、除雪滚刷 除雪机械设备中滚刷是不可或缺的设备，滚刷最大的优点是除净率高但只限于清除相对较少的降雪量的自然积雪。目前由于滚刷在结构设计上存在欠缺，在作业时滚刷对地面的压力不等，导致于转数或高或低甚至停车，刷丝的磨损也很大或从根部断裂，这是因为路面的不平整和挂载车辆轮胎气压的变化所导致，因此滚刷在结构设计上要消除或补偿这些因素带来的不利作用。
城市道路两侧是人行道，高架桥也很多，滚刷或其他除雪机械设备清除的积雪不能向两侧抛送或堆放，更不能重复作业，因此除雪机械设备要具有把清除的积雪直接抛送到运输车辆上的性能。
透析汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》
与最新除雪机械技术
王锡山
本人于2000年着重研发除雪设备，是“振动”除雪铲的发明人。研究设计除雪机械设备首先要保证除冰雪机械设备的使用性和性能的实现，现就吉林大学汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》进行透析，并对除雪机械设备在今后设计中必须具备的结构加以简要说明，本人尽量达到语言通俗易懂，已引导研发机械设备除雪领域的思维不入误区，促进产品的发展。
吉林大学汪秀山之《多功能振动清雪铲研究》（简称：《论文》）的论文，来源于2011年春天吉林大学受白山市一家企业之托，为该企业改进振动除雪铲的生产工艺的基础之上，该《论文》和实际相差很远。《论文》在【摘要】中提到的“抛扬效果”、“振动”、“越障高度”等理论，与实际设计理论相差很大，具有很大的片面性，任何机械设备只有最新的设计没有最好的设计，本人本着对技术负责、对产品负责、对社会负责的态度就此加以透析，以便对研发除冰雪机械起到正确引导作用，充实研发中的理论和实际依据，更好的服务于人民群众和社会，同时本人也把最新研发设计的产品技术及性能加以介绍。
一、除冰雪机械设备性能现状 目前在国内外没有一台真正意义上能够除掉路面上积冰的机械设备，原因之一是除雪机械相对其他机械发展的比较晚，各国没有对路面形成的冰必须清除等特别要求。原因二是冰的形成是典型的物质三态，即从液态水遇冷之后在路面上形成了固态，所以冰和路面的亲和力非常强，冰和沥青的硬度又基本相符，要想把两者硬度相符的物体剥离且不损坏路面，是机械力难以实现的，本人正在对路面冰的有效去除进行研发并有突破性进展，不久产品将会面世。
世界各国对路面积雪的清除都根据国情的不同有着不同的除雪机械设备，并有实际除雪效果。就我国冬季路面的积雪有一定的特殊性，碾压过的压实雪占70%以上，碾压过的压实雪在路面上的附着力非常强且具有一定的亲和力，目前国内外没有性能稳定的除压实雪机械设备。我国的城市路面和公路路面均有不同的凸出物体，这就迫使各种除雪机械设备必须要有很好的避让性，在这方面的性能所有的除雪机械都不是很理想，就是有避让性能的除雪机械设备其除雪效果也达不到要求。吉林捷营研发生产的各种除雪机械设备经过市场验证，其除压实雪、冰雪混合物（雪没有完全形成冰）、自然积雪的效果非常好，当遇到路面凸出物体时能够自行越过，越过后伺服复位继续作业，这方面值得业内研究借鉴并值得重组扩大生产服务于社会。
二、透析吉林大学汪秀山《多功能振动清雪铲研究》（简称：《论文》）的概念 《论文》在【摘要】中提到的“抛扬效果”、“振动”、“越障高度”等理论，与实际设计概念相差很大，具有很大的片面性。
1、“振动”透析 除压实雪机械设备具有震动性能确实有一定效果但绝不是“振动”，震动与“振动”不是一个概念。清除压实雪的铲主要在于铲刃和路面夹角的设计和越障结构的设计。震动是指机械设备整体有源震动，除雪铲作业执行结构部分是铲刃，铲刃具有震动频率超过5000次/min以上的功能并且和路面形成一定角度，对除冰雪能起到很好的作用（本人经过多年的研发已经完成这种震动铲并很快问世，这种震动铲能把冰雪震碎加以清除）。“振动”是指机械设备有源往复运动的一种形式，“振动”对各种机械设备要有一定限制，“振动”的频率不能过高否则机械设备产生共振使设备无法作业。在除雪机械设备中，如果铲刃和路面形成的夹角适合除雪、“振动”连接部分结构的质量为300kg、“振动”往复8mm、频率600次/min、除雪机械整体不产生共振在相对平衡值的情况下，按着这组数据计算则铲刃单向“振动”线速度为4800mm/min，如果整体除雪机械设备作业速度设定50000 mm/min（3km/h），则铲刃没有实现往复“振动”，也就是“振动”在除雪作业中就没有实现 “冰雪振碎”的性能，所以【摘要】中提到的“通过振动铲破冰除雪试验得出：对于不同的冰雪密度，振动铲的除净率均能达到95%，满足现代清雪的要求”实属虚构和想象。
2、“越障试验”描述片面 除雪铲除雪作业越过路面凸出物体性能很关键，这个性能决定了该除雪铲是否能够进行除雪作业。吉林大学照搬吉林白山企业生产的除雪铲结构、并申请的实用新型专利（201220271647.4）（汪秀山是参与人之一），所阐述的主要结构和他人早在2010年申请的国家专利（201020162151.4）完全一样，铲刃越障高度取决于其他相关结构件的尺寸，越障高度是以系列数据链的终端数据。随着铲刃不断在作业中的磨损，其越障高度也随之改变，除雪作业中任何时候都要随时有越障现象，所以《论文》中阐述“通过铲刃越障试验验证了清雪铲能够越过障碍物的最大高度为140mm”非常片面。能够使铲刃达到越障效果的机械结构很多种，本人设计的多种铲刃后翻滚式越障、全自动越障复位、无震动或振动除压实雪铲以及公路快速除雪越障除雪铲即将面向市场。
3、《论文》中的论述透析 除雪铲把积雪剥离路面后会随着除雪铲主板的弧度、作业行走方向的夹角斜度向一侧滑动排放。滑动排放的速度和高度和铲刃的材料、铲刃与地面的夹角、行走方向的夹角、主板弧度的大小、雪的粘度值、雪粒（块）的大小、雪粒（块）的密度、作业速度快与慢、天气温度高低等有直接关系，此类机械是以作业目的、作业效果、作业成本为终极目标的非标准机械设计，因此该《论文》中对该形式结构除雪铲的数据不符合实际。
《论文》中的“清雪铲抛扬效果良好”很片面。抛扬效果应由人行道、建筑物等不受影响而确定，更不能把积雪抛向市内公路高架桥两侧或堆积。
三、除雪机械设备在结构设计中的基本要求
1、除雪机械现状 我国冬季降雪的城市基本是降雪的同时车辆在道路上不间断行驶，这样城市道路上都是以压实雪为主，目前除了吉林捷营生产的无震动除雪铲外，没有性能稳定的除压实雪机械设备。因为铲刃和路面夹角的设计不合理、越障方面设计上的不足，导致各种除雪铲在作业时基本都对向下压力有限制，使除雪铲达不到除雪性能。整机除雪行走机械更是因为消耗件消耗太快、结构设计上有欠缺等因素导致性能不稳定。由于除雪机械的市场需求很大、又有一定的利润空间、一般的制造手段就可以实现等因素，就促使了有一定条件单位或个人有一个想法就生产并销售，使除雪机械设备市场鱼目混珠。
2、除雪机械设备在结构设计中的基本要求 越障结构设计和铲刃与路面夹角的设计直接影响除雪机械的性能。根据多年试验和对各种积雪的研究，城市道路除雪以除雪铲为最佳选择，根据路况和雪情的不同铲刃与路面的夹角30°—50°（形成的锐角）、铲刃越障结构以后翻滚式为最佳设计。压实雪的硬度和一般硬化路面的硬度差别很大，根据铁锹人工除雪的力学分析，除雪铲刃必须具备三点受力，这样铲刃就像人工除雪一样把压实雪从路面上剥离，但铲刃的材料要求很高，通过实验其硬度应在HRC52—58且要具有一定的抗冲击性，除雪铲除雪作业速度适合在5Km/h-30Km/h。
公路或高速公路除雪速度相对要求高、除净率比城市道路要相对低，因此铲刃与路面的夹角适合75°—80°（形成的锐角）、除雪作业速度适合在15Km/h-60Km/h。又于除雪设备的作业环境比较恶劣，在设计中要使设备整体能够承受各方面的承受力、材料的选择要使设备受力后具有一定的弹性变形。吉林捷营生产的城市道路除雪铲和公路除雪铲是比较成功的设计，相关结构可以参考，但因知识产权原因不能仿制。
3、除雪滚刷 除雪机械设备中滚刷是不可或缺的设备，滚刷最大的优点是除净率高但只限于清除相对较少的降雪量的自然积雪。目前由于滚刷在结构设计上存在欠缺，在作业时滚刷对地面的压力不等，导致于转数或高或低甚至停车，刷丝的磨损也很大或从根部断裂，这是因为路面的不平整和挂载车辆轮胎气压的变化所导致，因此滚刷在结构设计上要消除或补偿这些因素带来的不利作用。
城市道路两侧是人行道，高架桥也很多，滚刷或其他除雪机械设备清除的积雪不能向两侧抛送或堆放，更不能重复作业，因此除雪机械设备要具有把清除的积雪直接抛送到运输车辆上的性能。
四、本人最新设计的各种除雪机械性能 除雪机械设备的应用，使冬季清雪得到了快捷，但是由于除雪设备的使用环境特别恶劣，使用人群又得不到很好的业务技术培训，促使这个领域的产品要有很好的使用性能和性能的稳定。除雪机械设备的研制，是一个非常复杂难度很大的技术工程，经多年研究生产实验，各种路面除雪机械相继研制成功并问世并得到了市场好评，这些产品技术的问世标志着我国道路除雪机械领域跨越了一个新的发展时期，是一次质的飞跃，也标志着我国在除雪机械领域、路面清洁设备领域领先于国际水平。
根据我国道路建设的多样化的格局和我国的雪情，设计研发了全新的各种除雪机械设备，这些系列除雪机械设备能清除各种道路的积雪、压实雪并减少了清雪程序，降低了单位面积清雪成本，节约了清雪费用及降低了作业人员的劳动强度。通过各种力学分析和对各种路面雪情的分析，使各种除雪机械结构设计合理化，确保了系列除雪机械设备的使用性能和性能的稳定性。
1、抛雪滚刷 清雪滚刷是道路及时清雪的应急清雪设备，该滚刷自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是自然积雪，适合城市道路、公路、机场清雪作业，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度2.4m—6m。该滚刷最大特点是路沿石以内的雪都能清除、清雪宽度大，不用人工或其他机械二次处理，节省大量人工和机械重复作业，适合各种工程车辆挂载，除净率90%以上，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后，滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷。
2、重型抛雪滚刷 清雪滚刷是道路及时清雪的应急清雪设备，该重型滚刷自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是各种自然积雪或轻度压实雪以及24小时以内的压实雪，适合城市各种道路作业，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度2m—3.5m。该滚刷最大特点是能够清除轻度压实雪和清除路沿石以内的雪，不用人工或其他机械二次处理，适合各种工程车辆的拖挂，除净率90%以上，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后，滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷节省大量人工和机械重复作业。
3、公路除雪铲 公路除雪铲是道路及时清雪的应急清雪设备，能使公路的积雪快速清除，该型公路除雪铲自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪，适合城市各种道路、公路、高速公路作业，作业速度30km/h左右及以下，作业宽度2m—3.5m。该除雪铲最大特点是能够清除轻度压实雪以内的雪并实现快速清雪，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以把雪向道路两侧抛送，适合各种工程车辆的挂载，越障性能好、除净率90%以上。当运输车辆的雪满载后，除雪铲可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷。
4、城市道路除雪铲 城市道路除雪铲是城市及时清雪的应急清雪设备，能使城市道路的各种积雪及时清除，该型道路除雪铲自带动力，作业时挂载在各种运输车辆上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、24小时之内的重度压实雪，适合城市各种道路作业，作业速度15km/h左右及以下，作业宽度2m—3.5m。该除雪铲最大特点是能够清除24小时之内的重度压实雪以内的各种积雪，适合各种工程车辆的挂载，越障性能好、除净率90%以上，在清雪的同时能把清除的雪直接抛送进挂载的运输车辆，也可以向道路两侧抛送。当运输车辆的雪满载后，滚刷可挂在第二台运输车辆继续作业，更换挂载时间脱卦不超过一分钟、挂载不超过三分钟非常快捷，节省大量人工和机械重复作业。
5、压力角除雪铲 该型道路除雪铲作业时挂载在各种装载机上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪和重度压实雪，适合城市各种道路作业，作业速度15km/h左右及以下，作业宽度2m—3.5m。该除雪铲最大特点是能够清除重度压实雪以内的各种积雪，越障性能好、除净率90%以上。
6、刮式清雪铲 该型除雪铲适合公路、高速公路快速清除积雪，挂载在各种装载机上，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪，适合城市各种道路、公路、高速公路作业，作业速度30km/h以上，作业宽度2m—3.5m。该除雪铲最大特点是能够清除轻度压实雪以内的雪并实现快速清雪，越障性能好、除净率90%以上。
7、中置大、中型抛雪滚刷清雪机 该系列滚刷清雪机底盘为自行设计专用底盘，符合国家行走机械标准，清雪对象是各种自然积雪或轻度压实雪，适合城市各种道路、公路、机场清雪作业，非作业时速为40km/h，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度2m—7m。该滚刷最大特点是能够清除轻度压实雪和清除路沿石以内的雪、清雪宽度大速度快，不用人工或其他机械二次处理，除净率90%以上，清除的雪可抛送到路基以外，抛送距离可根据要求进行调节，实现了实际意义的机械化作业。
8、中置轻型、重型除雪机 该系列除雪机底盘为自行设计专用底盘，符合国家行走机械标准，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、重度压实雪，适合城市各种道路、公路作业，非作业时速为40km/h，作业速度20km/h左右及以下，作业宽度2m—3.5m。该除雪机最大特点是能够清除重度压实雪以内的雪，除净率90%以上，清除的雪可直接抛送到运输车辆上或抛送在路基两侧，实现了实际意义的机械化作业。
9、前置公路除雪机 该系列除雪机底盘是采用汽车厂生产的二类底盘，符合国家相关标准，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪，适合各种公路、高速公路快速清雪作业，非作业时速为90km/h以上，作业速度30km/h以上，作业宽度2m—3.5m。该除雪机最大特点是能够快速清除公路、高速公路上的积雪，除净率90%以上，清除的雪可直接抛送到路基以外区域。
10、双向驾驶道路联合除雪机 该系列除雪机为前后双向驾驶，不用更换作业单元总成操作方便，底盘为自行设计专用底盘，符合国家行走机械标准，清雪对象是各种自然积雪、轻度压实雪、重度压实雪，适合城市各种道路、公路、高速公路作业，非作业时速为40km/h以上，作业速度30km/h左右及以下，作业宽度2m—3.5m。该除雪机最大特点是前后双向驾驶易操作，转弯半径小，携带清雪滚刷、重型除雪铲以及抛雪机，根据路面雪情不同可选择作业单元进行作业，也可联合作业，能够清除重度压实雪以内的雪，除净率90%以上，清除的雪可直接抛送在道路路基以外，也可把雪装载在运输车辆上，实现了实际意义的机械化作业并一机多用。
五、道路清洁车
1、无刷无污染清扫车 全新设计无刷无污染夏季道路清扫车，在设计方面采用了独特而高端的结构设计，使道路污染物随着空气的流动被清除。由于结构方面创新，使路面重物体轻松的被收集到垃圾储存仓里。由于是无刷清扫清洁路面，所以给环卫部门减少了很多成本，也给国家节约了大量资金。
2、滚刷无污染通用清扫车 该滚刷是采用全新设计无污染一年四季通用道路清扫车，在设计方面采用了独特而高端的结构设计，使道路各种污染物及积雪一次性被清除。由于结构方面创新，使路面重物体及积雪轻松的被收集到储存仓里或道路两侧，实现一机多用给环卫部门减少了成本，也给国家节约了大量资金。
3、回收污水道路路面清洗车 目前路面清洗车在清洗路面时不能实际回收污水，路面的污染物最终还存在路面上。该技术生产的路面清洗车，采用合理的特殊结构根据流体力学原理，能够把清洗路面的污水回收到污水箱里，使污染路面的污染物能够彻底从路面上清除，达到实际清洗路面的目的。
环卫机械技术是一个广阔的技术领域，本人愿意探讨这方面的技术交流以便共同提高技术水平，制造出符合市场需求、价格低、性能稳定的产品，可通过邮箱[email protected]和本人联系探讨。
㈥ 倒立摆数学模型推导理论
倒立摆系统是一种非线性、多变量和绝对不稳定系统，倒立摆系统的运动轨道可以是水平的，
还可以是倾斜的(这对实际机器人的步行稳定控制研究更有意义)．对二级倒立摆系统的实时稳定
性进行研究是现代控制理论的一个挑战，而对倒立摆系统稳定性研究的实验则是控制理论的宝贵
经验．本文从两个角度对二级倒立摆的建模进行了研究，即从便于理解的运动合成角度和从便于
建模的Lagarange方程角度进行推导与比较，使具有基本力学知识的读者能对二级倒立摆系统的模
型有一个较好理解．
1 系统描述
实验中的二级倒立摆系统有以下部分组成：有
效长度为90 cm的光滑导轨，可以在导轨上来回移
动的小车，材料为铝的摆杆铰接在小车上，二级摆
杆以同样的方式与一级摆杆相连，它们的铰接方式
决定了它们在竖直平面运动，一级摆杆和二级摆杆
规格相同，有效长度为525 cm．小车的驱动系统由
一直流力矩伺服电机和同步带传动系统组成，小车
相对参考点(即导轨的中心位置)的相对位移由
电位器0测量传动带而得到，一级摆杆与竖直方向
的夹角由固定在一级摆杆和小车铰接处的电位器
1测量得到，二级摆杆与竖直方向的夹角由电位
器通过测量两个摆的角度差．目。而间接得到．直流
伺服电机产生驱动力F 使小车根据摆角的变化而
在导轨上运动，从而达到二级倒立摆系统的平衡．
二级倒立摆系统数学模型的建立及意义49
2 数学建模
■级倒立摆系统数学模型的建立基于以下假设：
1)每一级摆杆都是刚体．
2)在实验过程中同步带长度保持不变．
3)驱动力与放大器输入成正比并无延迟的直接施加于小车
4)实验过程中的库仑摩擦、动摩擦等所有I孽擦力足够小，在建模过程中可忽略不计
2,1根据牛顿力学、刚体动力学列写二级倒立摆的数学模型
利用运动合成原理：绝对运动相对运动+牵连运动，
首先对系统进行运动学分析，由于将动坐标系建在摆杆1、
摆杆2的质心处便于理解，分析过程以此为基础．利用牛顿
力学对系统进行动力学分析，由此得出二级倒立摆数学模型． ，
利用力学中的隔离法，将二级倒立摆系统分为小车、摆
杆1、摆杆2兰部分首先，对小车进行分析如图2所示，
将摆杆1对小车的作用力分解为竖直方向的分力和水平
方向的分力． 水平方向方程为：，一=mo2．
对摆杆1和摆杆2进行受力分析如图3、4所示．
● 摆杆】
／ l
＼ ^．
l／ — 一
Ⅲ-g
图3摆杆1的受力情况
图2小车受力分析
J
0 ／ 黼1
凡筐：／ F
图4摆杆2受力分析
利用牛顿第二定律和动量矩定理得一摆的运动学和动力学方程：
2一2=ml +ml，l萌cos0 L—m，l萌sin0 L
m g一l+F2 = ．，． ．sin0l+m1fL~eos0l
s_n )sin 。s 一(L． )COS
根据牛顿第二定律和动量矩定理得到二摆的运动学和动力学方程：
2=帕+m：L1O~cos0l+卅2厶／~2COSOz一卅2Ll sin0 一卅2 受sin
m2g—Fz =m2L sin0l+m2L0~sin0：十m L P~eos0l+m2 cos02
： l12 sin02一L,cos02 d t 。
2．2拉格朗日方程
为了得到二级倒立摆系统的动态方程应用拉格朗日方程，首先可写出
L=T— =÷，卉+÷上+ 。+{m．{[音( + in )] +[击( 。s ] )
+{ ：( 击( +Lt sin口+ sin )] +[告(￡1COS +]2 COS )r)一m．gl c。s ] )
一m2g(L,COS +t2 COS )
拉格朗日方程的表达式为
一等： _l_2⋯ 面一一“ J一’ ⋯
为自由度数，亦即广义坐标数．对二级倒立摆系统有
s=3， 即： ， 日，
由于在实验中口和的值很小，所以在建模化简过程中用到以下近似：
≈ ≈0； 一≈0； COS( 一)≈1； sin( 一)≈ 一； COS ≈COS ≈1：
sin ≈ ： sin
则线性化后整理得到方程组如下
( 。+m + ：) +( ．，．+m2L．)萌+ ： 反=F (1)
( ．t．+m ) +( + ． +m )萌+m L．厶蘸=( ，．+ ：L )gO
： 量+ ：L． 萌+( +m 厝) 叫赢g12
(2)
(3)
其中各变量意义如下：
o 为小车质量； 为摆杆1质量；m 为摆杆2质量；厶为摆杆的长度：F为小车驱动力； 为
小车相对中心位置的位移； 为摆杆1与竖直方向的夹角； 为摆杆2与竖直方向夹角：，．为摆杆
1质心到铰接点处距离： 为摆杆2质心到铰接点处距离．
本买验中， o=2．328 7kg， -=0．22 kg， ：=0．16 kg，L =0．5m，， =0．32m，t2=0．26m． 由
于二级倒立摆系统的运动是绝对不稳定的鞍点运动，由数学模型和实验结果可知，状态反馈控制
中的极配置应满足鞍点特性，可使二级倒立摆永立不倒．
3 应用
在稳定性控制问题上，倒立摆既具有普遍性又具有典型性．倒摆系统作为一种控制装置，它
结构简单、价格低廉，便于模拟和数字实现多种不同的控制方法，作为一个被控对象，它是一个
高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的快速系统，只有采用行之有效的控制策略，才能使
其稳定．倒立摆系统可以用多种理论和方法来实现其稳定控制，如PID、自适应、状态反馈、智
能控制、模糊控制及人工神经元网络等，都能在倒立摆系统控制上得到实现，而且当一种新的控
制理论和方法提出以后，在不能用理论加以严格证明时，可以考虑通过倒立摆装置来验证其正确
性和实用性．
倒摆系统在控制系统研究中受到普遍重视．“倒立摆系统”已被公认为自动控制理论中的典型
试验设备，也是控制理论在教学和科研中不可多得的典型物理模型．通过对倒立摆系统的研究，
二级倒立摆系统数学模型的建立及意义51
不仅可以解决控制中的理论问题，还能将控制理论所涉及的3个基础学科：力学、数学和电学(含
计算机)有机的结合起来，在倒摆系统中进行综合应用．
近代机械控制系统中，如直升飞机，火箭发射，人造卫星运行及机器人举重物、做体操和行
走机器人步行控制等等，都存在有类似于倒立摆的稳定控制问题．在6O年代后期，作为一个典型
的不稳定严重非线性系统的例证，倒立摆系统的概念被提了出来，人们习惯于用它来检验控制方
法对不稳定、非线性和快速系统的控制处理能力．在实际教学中，作为验证控制策略的一种手段，
倒立摆系统被提了出来．由于计算机仿真结果与实际实验总是存在很大的差别，二级倒立摆系统
的研制为学生提供了理论与实践结合的可能．
4 结论
二级倒立摆系统是一个异常复杂而又对准确性、快速性要求很高的非线性不稳定控制问题．显
然一个典型的非线性、不稳定系统的研究成果无论在理论上或是在方法论上都有重要的意义．而
二级例立摆数学模型的建立对研究其稳定性具有指导作用．实验证明在此建模基础上采用状态反
馈法对二级倒立摆系统的稳定控制相当成功，并可在此基础}=对其进行分析，为计算机控制提供
理论与实践的依据．
给分吧！！！！！
㈦ 机电一体化毕业论文
机电一体化毕业论文
推荐591代写论文网
www.591lw.com
给你，上面各专业的论文案例都有。可以借鉴可回以拼凑，也可以找那儿答的老师代写，挺负责的。诚信也不错。你自己看着办吧
㈧ 如何用拉格朗日方程建立运动微分方程
倒立摆系统是一种非线性、多变量和绝对不稳定系统，倒立摆系统的运动轨道可以是水平的，还可以是倾斜的(这对实际机器人的步行稳定控制研究更有意义).对二级倒立摆系统的实时稳定性进行研究是现代控制理论的一个挑战，而对倒立摆系统稳定性研究的实验则是控制理论的宝贵经验.本文从两个角度对二级倒立摆的建模进行了研究，即从便于理解的运动合成角度和从便于建模的Lagarange方程角度进行推导与比较，使具有基本力学知识的读者能对二级倒立摆系统的模型有一个较好理解.1 系统描述实验中的二级倒立摆系统有以下部分组成:有效长度为90 cm的光滑导轨，可以在导轨上来回移动的小车，材料为铝的摆杆铰接在小车上，二级摆杆以同样的方式与一级摆杆相连，它们的铰接方式决定了它们在竖直平面运动，一级摆杆和二级摆杆规格相同，有效长度为525 cm.小车的驱动系统由一直流力矩伺服电机和同步带传动系统组成，小车相对参考点(即导轨的中心位置)的相对位移由电位器0测量传动带而得到，一级摆杆与竖直方向的夹角由固定在一级摆杆和小车铰接处的电位器1测量得到，二级摆杆与竖直方向的夹角由电位器通过测量两个摆的角度差.目。而间接得到.直流伺服电机产生驱动力F 使小车根据摆角的变化而在导轨上运动，从而达到二级倒立摆系统的平衡.二级倒立摆系统数学模型的建立及意义492 数学建模■级倒立摆系统数学模型的建立基于以下假设:1)每一级摆杆都是刚体.2)在实验过程中同步带长度保持不变.3)驱动力与放大器输入成正比并无延迟的直接施加于小车4)实验过程中的库仑摩擦、动摩擦等所有I孽擦力足够小，在建模过程中可忽略不计2,1根据牛顿力学、刚体动力学列写二级倒立摆的数学模型利用运动合成原理:绝对运动相对运动+牵连运动，首先对系统进行运动学分析，由于将动坐标系建在摆杆1、摆杆2的质心处便于理解，分析过程以此为基础.利用牛顿力学对系统进行动力学分析，由此得出二级倒立摆数学模型. ，利用力学中的隔离法，将二级倒立摆系统分为小车、摆杆1、摆杆2兰部分首先，对小车进行分析如图2所示，将摆杆1对小车的作用力分解为竖直方向的分力和水平方向的分力. 水平方向方程为:，一=mo2.对摆杆1和摆杆2进行受力分析如图3、4所示.● 摆杆】/ l\ ^.l/ - 一Ⅲ-g图3摆杆1的受力情况图2小车受力分析J0 / 黼1凡筐:/ F图4摆杆2受力分析利用牛顿第二定律和动量矩定理得一摆的运动学和动力学方程:2一2=ml +ml，l萌cos0 L-m，l萌sin0 Lm g一l+F2 = .，. .sin0l+m1fL~eos0ls_n )sin 。s 一(L. )COS根据牛顿第二定律和动量矩定理得到二摆的运动学和动力学方程:2=帕+m:L1O~cos0l+卅2厶/~2COSOz一卅2Ll sin0 一卅2 受sinm2g-Fz =m2L sin0l+m2L0~sin0:十m L P~eos0l+m2 cos02: l12 sin02一L,cos02 d t 。2.2拉格朗日方程为了得到二级倒立摆系统的动态方程应用拉格朗日方程，首先可写出L=T- =÷，卉+÷上+ 。+{m.{[音( + in )] +[击( 。s ] )+{ :( 击( +Lt sin口+ sin )] +[告(￡1COS +]2 COS )r)一m.gl c。s ] )一m2g(L,COS +t2 COS )拉格朗日方程的表达式为一等: _l_2? 面一一“ J一’ ?为自由度数，亦即广义坐标数.对二级倒立摆系统有s=3， 即: ， 日，由于在实验中口和的值很小，所以在建模化简过程中用到以下近似:≈ ≈0; 一≈0; COS( 一)≈1; sin( 一)≈ 一; COS ≈COS ≈1:sin ≈ : sin则线性化后整理得到方程组如下( 。+m + :) +( .，.+m2L.)萌+ : 反=F (1)( .t.+m ) +( + . +m )萌+m L.厶蘸=( ，.+ :L )gO: 量+ :L. 萌+( +m 厝) 叫赢g12(2)(3)其中各变量意义如下:o 为小车质量; 为摆杆1质量;m 为摆杆2质量;厶为摆杆的长度:F为小车驱动力; 为小车相对中心位置的位移; 为摆杆1与竖直方向的夹角; 为摆杆2与竖直方向夹角:，.为摆杆1质心到铰接点处距离: 为摆杆2质心到铰接点处距离.本买验中， o=2.328 7kg， -=0.22 kg， :=0.16 kg，L =0.5m，， =0.32m，t2=0.26m. 由于二级倒立摆系统的运动是绝对不稳定的鞍点运动，由数学模型和实验结果可知，状态反馈控制中的极配置应满足鞍点特性，可使二级倒立摆永立不倒.3 应用在稳定性控制问题上，倒立摆既具有普遍性又具有典型性.倒摆系统作为一种控制装置，它结构简单、价格低廉，便于模拟和数字实现多种不同的控制方法，作为一个被控对象，它是一个高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的快速系统，只有采用行之有效的控制策略，才能使其稳定.倒立摆系统可以用多种理论和方法来实现其稳定控制，如PID、自适应、状态反馈、智能控制、模糊控制及人工神经元网络等，都能在倒立摆系统控制上得到实现，而且当一种新的控制理论和方法提出以后，在不能用理论加以严格证明时，可以考虑通过倒立摆装置来验证其正确性和实用性.倒摆系统在控制系统研究中受到普遍重视.“倒立摆系统”已被公认为自动控制理论中的典型试验设备，也是控制理论在教学和科研中不可多得的典型物理模型.通过对倒立摆系统的研究，二级倒立摆系统数学模型的建立及意义51不仅可以解决控制中的理论问题，还能将控制理论所涉及的3个基础学科:力学、数学和电学(含计算机)有机的结合起来，在倒摆系统中进行综合应用.近代机械控制系统中，如直升飞机，火箭发射，人造卫星运行及机器人举重物、做体操和行走机器人步行控制等等，都存在有类似于倒立摆的稳定控制问题.在6O年代后期，作为一个典型的不稳定严重非线性系统的例证，倒立摆系统的概念被提了出来，人们习惯于用它来检验控制方法对不稳定、非线性和快速系统的控制处理能力.在实际教学中，作为验证控制策略的一种手段，倒立摆系统被提了出来.由于计算机仿真结果与实际实验总是存在很大的差别，二级倒立摆系统的研制为学生提供了理论与实践结合的可能.4 结论二级倒立摆系统是一个异常复杂而又对准确性、快速性要求很高的非线性不稳定控制问题.显然一个典型的非线性、不稳定系统的研究成果无论在理论上或是在方法论上都有重要的意义.而二级例立摆数学模型的建立对研究其稳定性具有指导作用.实验证明在此建模基础上采用状态反馈法对二级倒立摆系统的稳定控制相当成功，并可在此基础}=对其进行分析，为计算机控制提供理论与实践的依据.给分吧!!!!!
㈨ 做个一级倒立摆需要些什么硬件
1、首先要有一个倒立摆的机械装置，包括摆、摆坐、轴、同步带、带编码器的步进电机或带编码器的直流伺服电机;
2、控制系统下位机可用单片机，也可用plc