任务书填写要求
1．毕业设计任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在学院的负责人审查、负责人签字后生效。此任务书应在毕业设计开始前一周内填好并发给学生；
2．任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；
3．任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及学院领导审批后方可重新填写；
4．任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号（如020*******,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；
5．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。
毕业设计任务书
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课程设计 题目汽车运动控制系统仿真设计学院计算机科学与信息工程学院班级2010级自动化班 姜木北：2010133*** 小组成员 指导教师吴
2013 年12 月13 日 汽车运动控制系统仿真设计 10级自动化2班姜鹏 2010133234 目录 摘要 (3) 一、课设目的 (4) 二、控制对象分析 (4) 2.1、控制设计对象结构示意图 (4) 2.2、机构特征 (4) 三、课设设计要求 (4) 四、控制器设计过程和控制方案 (5) 4.1、系统建模 (5) 4.2、系统的开环阶跃响应 (5) 4.3、PID控制器的设计 (6) 4.3.1比例（P）控制器的设计 (7) 4.3.2比例积分（PI）控制器设计 (9) 4.3.3比例积分微分(PID)控制器设计 (10) 五、Simulink控制系统仿真设计及其PID参数整定 (11) 5.1利用Simulink对于传递函数的系统仿真 (11) 5.1.1 输入为600N时，KP=600、KI=100、KD=100 (12) 5.1.2输入为600N时，KP=700、KI=100、KD=100 (12) 5.2 PID参数整定的设计过程 (13) 5.2.1未加校正装置的系统阶跃响应： (13) 5.2.2 PID校正装置设计 (14) 六、收获和体会 (14) 参考文献 (15)
摘要 本课题以汽车运动控制系统的设计为应用背景，利用MATLAB语言对其进行设计与仿真.首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统模型，确定期望的静态指标稳态误差和动态指标搬调量和上升时间，最终应用MATLAB环境下的.m 文件来实现汽车运动控制系统的设计。其中.m文件用step函数语句来绘制阶跃响应曲线，根据曲线中指标的变化进行P、PI、PID校正；同时对其控制系统建立Simulink进行仿真且进行PID参数整定。仿真结果表明，参数PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值，是汽车运动控制系统设计的优秀手段之一。 关键词：运动控制系统 PID仿真稳态误差最大超调量
线控两轮平衡车的建模 与控制研究 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
线性系统理论 上机实验报告 题目：两轮平衡小车的建模与控制研究 完成时间：2016-11-29 1.研究背景及意义 现代社会人们活动范围已经大大延伸，交通对于每个人都十分重要。交通工具的选择则是重中之重，是全社会关注的焦点。 随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，越来越多的小汽车走进了寻常百姓家。汽车快捷方便、省时省力，现代化程度高，种类繁多的个性化设计满足了不同人的需求。但它体积大、重量大、污染大、噪声大、耗油大、技术复杂、使用不便、价格贵、停放困难，效率不高，而且还会造成交通拥堵并带来安全隐患。相比之下，自行车是一种既经济又实用的交通工具。中国是自行车大国，短距离出行人们常选择骑自行车。自行车确实方便，但在使用之前需要先学会骑车，虽然看似简单，平衡能力差的人学起来却很困难，容易摔倒，造成人身伤害。另外，自行车毕竟不适宜长距离的行驶，遥远的路程会使人感到疲劳。 那么，究竟有没有这样一种交通工具，集两者的优点于一身呢？既能像汽车一样方便快捷又如自行车般经济简洁，而且操作易于掌握，易学又易用。两轮自平衡车概念就是在这样的背景下提出来的。 借鉴目前国内外两轮自平衡车的成功经验，本文提出的研究目标是设计一款新型的、结构简单、成本低的两轮自平衡车，使其能够很好地实现自平衡功能，同时设计结果通过MATLAB进行仿真验证。
2.研究内容 自平衡式两轮电动车是一个非线性、强耦合、欠驱动的自不稳定系统，对其控制策略的研究具有重大的理论意义。我们通过分析两轮平衡车的物理结构以及在平衡瞬间的力学关系，得到两轮车的力学平衡方程，并建立其数学模型。运用MATLAB 和SIMULINK 仿真系统的角度θ、角加速度? θ、位移x 和速度的? x 变化过程，对其利用外部控制器来控制其平衡。 3.系统建模 两轮平衡车的瞬时力平衡分析如图1所示。下面将分析归纳此时的力平衡方程[1-3]，并逐步建立其数学模型。 对两轮平衡车的右轮进行力学分析，如图2所示。 依据图2对右轮进行受力分析，并建立其平衡方程： =R R R R M X f H ? - (1) R R R R J C f R ??? =- (2) 同理，对左轮进行受力分析，并建立其平衡方程： =R L L L M X f H ? - (3) L L L L J C f R ??? =- (4) 两轮平衡车摆杆的受力分析如图3所示，由图3可以得到水平和垂直方向的平衡方程以及转矩方程。 水平方向的平衡方程： H H x R L p m +=? ? (5) 其中θsin L x x m p +=，则有：
基于单片机的两轮自平衡车控制系统设计 摘要 两轮自平衡车是一种高度不稳定的两轮机器人，就像传统的倒立摆一样，本质不稳定是两轮小车的特性，必须施加有效的控制手段才能使其稳定。本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案，采用重力加速度陀螺仪传感器MPU-6050检测小车姿态，使用互补滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。系统选用STC 公司的8位单片机STC12C5A60S2为主控制器，根据从传感器中获取的数据，经过PID算法处理后，输出控制信号至电机驱动芯片TB6612FNG，以控制小车的两个电机，来使小车保持平衡状态。 整个系统制作完成后，小车可以在无人干预的条件下实现自主平衡，并且在引入适量干扰的情况下小车能够自主调整并迅速恢复至稳定状态。通过蓝牙，还可以控制小车前进，后退，左右转。 关键词：两轮自平衡小车加速度计陀螺仪数据融合滤波 PID算法 Design of Control System of Two-Wheel Self-Balance Vehicle based on Microcontroller Abstract Two-wheel self-balance vehicle is a kind of highly unstable two-wheel robot. The characteristic of two-wheel vehicle is the nature of the instability as traditional inverted pendulum, and effective control must be exerted if we need to make it stable. This paper presents a design scheme of two-wheel self-balance vehicle. We need using gravity accelerometer
你如果认识从前的我，也许会原谅现在的我。 附件2 毕业设计（论文）开题报告 填表日期：2012年月日 年级专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 毕业设计（论文）题目：某高校体育馆建筑设计 研究目标与内容（包括基本内容、方案论证、设计思路等） 选题的目的和意义 这次的毕业设计的学习过程中 着重检验和培养建筑学本科毕业生的专业素质和综合应用实践能力 并且在这一阶段检验和复习本科阶段所接触到的相关知识 随着社会的发展和进步 人民生活水平的提高 对体育的认识也有了改观 体育馆建筑属于大型公共建筑 建筑规模大、内部功能要求较高 只有在设计前期进行详尽的结构概念设计才能保证结构设计的合理性、安全性和经济性体育馆是室内进行体育比赛和体育锻炼的建筑 在交通疏散上要求规划布点要合理 充分考虑人流以及车流的影响 并且要保证大量观众的安全疏散 在平面布置上应严格按照各项国际标准 观众席要安排在最佳视觉范围内 比赛场地和练习场地应联系方便 主席台位置应按比赛仪式要求选择地位适中、视线最佳的地段 主席台人员、观众和运动员的进出路线和房间应分开 运动员入口宜设在主席台对面 裁判席、记分牌、计时装置、广播、电视和电气控制室的位置均应合理安排 以使比赛顺利进行 在剖面设计上 观众席看台的剖面设计直接影响观赏质量 看台多设计成阶梯形 坡度一般不超过30度 台阶高度一般不大于45厘米 在剖面设计中 对于场地高程的确定 应根据交通疏散、机械运输、建筑造价综合考虑 一般体育馆场地高程宜接近天然地坪和场外地坪 在屋顶结构上
体育馆跨度大 屋顶结构在整个建筑设计中占重要地位 对建筑造型起决定性的作用 因此 在此南方高校体育馆的设计上 如何满足建筑的多功能使用性 以及如何是体育场地和辅助用房有一定的适应性和灵活性 使之成为一座现代化 多功能 人性化的高品质校园体育建筑是此次设计的重要任务 本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状综述 1、设计问题：体育馆要求使用简便 功能齐全 其建筑形式和结构存在多样性 在设计上容易追求建筑的外观形式 而忽略了实用性 对周边环境缺乏考察调研 容易造成建筑的孤立 无法达到建筑与环境的和谐统一 2、环境影响： 2．1、采光：体育馆的侧界面采光、顶界面采光在照度、照度分布、眩光控制、阴影控制等方面都有不同的要求 体育馆建筑结构选型与内部材料选择不合理 造成反光、眩光、光线过暗、光线过亮等问题 容易对"观"与"赛"的功能造成影响 2．2、通风：体育馆室内空间大、体积大、人员灯光密集对室内热环境要求较高 空气不流通常常造成热量散发不及时 增加空调系统能耗 空气流速过快或者气流组织不合理会对比赛的进行造成影响 2．3、声学：体育馆内声音容易产生混响、回声 容易对比赛产生影响 而且由于体育馆的使用需要 常常需要使用到扩声器 声音传到场外对附近地区造成噪声干扰 2．4、视觉：在高校中 体育馆可能是一个学校的标志或者背景 在设计上一味地追求体育馆的外观形式 不充分考虑环境因素以及地域特点
两轮自平衡小车毕业设计毕业论文 目录 1.绪论 (1) 1.1研究背景与意义 (1) 1.2两轮自平衡车的关键技术 (2) 1.2.1系统设计 (2) 1.2.2数学建模 (2) 1.2.3姿态检测系统 (2) 1.2.4控制算法 (3) 1.3本文主要研究目标与容 (3) 1.4论文章节安排 (3) 2.系统原理分析 (5) 2.1控制系统要求分析 (5) 2.2平衡控制原理分析 (5) 2.3自平衡小车数学模型 (6) 2.3.1两轮自平衡小车受力分析 (6) 2.3.2自平衡小车运动微分方程 (9) 2.4 PID控制器设计 (10) 2.4.1 PID控制器原理 (10) 2.4.2 PID控制器设计 (11) 2.5姿态检测系统 (12) 2.5.1陀螺仪 (12) 2.5.2加速度计 (13) 2.5.3基于卡尔曼滤波的数据融合 (14) 2.6本章小结 (16) 3.系统硬件电路设计 (17) 3.1 MC9SXS128单片机介绍 (17) 3.2单片机最小系统设计 (19)
3.3 电源管理模块设计 (21) 3.4倾角传感器信号调理电路 (22) 3.4.1加速度计电路设计 (22) 3.4.2陀螺仪放大电路设计 (22) 3.5电机驱动电路设计 (23) 3.5.1驱动芯片介绍 (24) 3.5.2 驱动电路设计 (24) 3.6速度检测模块设计 (25) 3.6.1编码器介绍 (25) 3.6.2 编码器电路设计 (26) 3.7辅助调试电路 (27) 3.8本章小结 (27) 4.系统软件设计 (28) 4.1软件系统总体结构 (28) 4.2单片机初始化软件设计 (28) 4.2.1锁相环初始化 (28) 4.2.2模数转换模块（ATD）初始化 (29) 4.2.3串行通信模块（SCI）初始化设置 (30) 4.2.4测速模块初始化 (31) 4.2.5 PWM模块初始化 (32) 4.3姿态检测系统软件设计 (32) 4.3.1陀螺仪与加速度计输出值转换 (32) 4.3.2卡尔曼滤波器的软件实现 (34) 4.4平衡PID控制软件实现 (35) 4.5两轮自平衡车的运动控制 (37) 4.6本章小结 (39) 5. 系统调试 (40) 5.1系统调试工具 (40) 5.2系统硬件电路调试 (40) 5.3姿态检测系统调试 (41)
2008级毕业设计任务书 专业名称：模具设计与制造 指导老师： 班级名称： 教研室：模具教研室 系（部）：机械制造工程系 二O 一O 年十月日
一、目的与要求： 毕业设计是在模具设计与制造专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的综合应用能力检验： 1．培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风。 2．培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能。 3．培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，运用国家标准、手册、资料等工具书进行模具相关设计计算的能力、编写技术文件等独立工作能力。 4．培养学生熟悉工厂设计流程，为从事相关工作奠定基础。 二、选题： 1．选题要求 设计题目一般由指导老师根据教学计划、教学大纲和专业培养目标确定。机械制造与自动化专业选题原则： （1）课题要具有真实性； （2）围绕模具设计与制造的培养，可以选择典型零件模具设计。 （3）对已从事专业相关岗位的学生，设计的题目可结合从事的工作考虑。 （4）每1-2人为一课题组，每人课题设计的内容不允许雷同。允许一大课题下分若干小课题，但必须说明每人所承担的部分。多人合写一份论文应为不合格； （8）毕业设计课题一经确认，不得更改。 2．自主选题 根据学生本人实践实习所在单位的具体情况，尽可能结合生产实际，学生可自主选题，自主选题必须通过指导教师审查认可。 3、参考选题 根据企业生产实际情况、专业培养目标和专业教学计划特点，拟定以下课题作为毕业设计参考课题： 冲压模具设计课题如下： （1）压线卡冲压模具设计（2）保护罩冲压模具设计 （3）支架冲压模具设计（4）电极板冲压模具设计 （5）托架冲压模具设计（6）靠板冲压模具设计
燕山大学 课程设计说明书题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作 学院（系）：机械工程学院 年级专业：12级机械电子工程 组号：3 学生： 指导教师：史艳国建涛艳文史小华庆玲 唐艳华富娟晓飞正操胡浩波 日期： 2015.11
燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院基层教学单位：机械电子工程系
摘要 两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间工作，是检验各种控制方法的一个理想装置，受到广大研究人员的重视，成为具有挑战性的课题之一。 两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。像传统的倒立一样，其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到更优的倾角近似值。通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行PI控制。根据PID控制调节参数，实现两轮直立行走。通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。 制作完成后，小车实现了在无线蓝牙通讯下前进、后退、和左右转向的基本动作。此外小车能在正常条件下达到自主平衡状态。并且在适量干扰下，小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。 关键词：自平衡陀螺仪控制调试
前言 移动机器人是机器人学的一个重要分支，对于移动机器人的研究，包括轮式、腿式、履带式以及水下式机器人等，可以追溯到20世纪60年代。移动机器人得到快速发展有两方面原因：一是其应用围越来越广泛；二是相关领域如计算、传感、控制及执行等技术的快速发展。移动机器人尚有不少技术问题有待解决，因此近几年对移动机器人的研究相当活跃。 近年来，随着移动机器人研究不断深入、应用领域更加广泛，所面临的环境和任务也越来越复杂。机器人经常会遇到一些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。双轮自平衡机器人概念就是在这样的背景下提出来的。两轮自平衡小车是一个高度不稳定两轮机器人，是一种多变量、非线性、强耦合的系统，是检验各种控制方法的典型装置。同时由于它具有体积小、运动灵活、零转弯半径等特点，将会在军用和民用领域有着广泛的应用前景。因为它既有理论研究意义又有实用价值，所以两轮自平衡小车的研究在最近十年引起了大量机器人技术实验室的广泛关注。 本论文主要叙述了基于stm32控制的两轮自平衡小车的设计与实现的整个过程。主要容为两轮自平衡小车的平衡原理，直立控制，速度控制，转向控制及系统定位算法的设计。通过此设计使小车具备一定的自平衡能力、负载承载能力、速度调节能力和无线通讯功能。小车能够自动检测自身机械系统的倾角并完成姿态的调整，并在加载一定重量的重物时能够快速做出调整并保证自身系统的自我平衡。能够以不同运动速度实现双轮车系统的前进、后退、左转与右转等动作，同时也能够实现双轮自平衡车系统的无线远程控制操作
中北大学 课程设计说明书 学生姓名: *杰学号：* 学院: 仪器与电子学院 专业: * 题目: 基于ARM的两轮自平衡车模型系统设计 指导教师：李锦明职称: 副教授 2015 年1 月30 日
摘要 近年来，两轮自平衡车的研究与应用获得了迅猛发展。本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案，采用陀螺仪L3G4200以及MEMS加速度传感器MMA7260构成小车姿态检测装置，使用卡尔曼滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。系统选用飞思卡尔32位单片机Kinetis K60为控制核心，通过滤波算法实现车身控制，人机交互等。 整个系统制作完成后，各个模块能够正常并协调工作，小车可以在无人干预条件下实现自主平衡。同时在引入适量干扰情况下小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。 关键词：两轮自平衡陀螺仪姿态检测卡尔曼滤波数据融合
目录 1 课程设计目的 (1) 2 设计内容和要求 (1) 2.1 设计要求 (1) 2.2 研究意义 (1) 2.3 研究内容 (2) 3 设计方案及实现情况 (2) 3.1 两轮平衡车的平衡原理 (2) 3.2 系统方案设计 (3) 3.3 系统最终方案 (6) 3.4 系统软件设计 (9) 3.5 电路调试 (16) 4 课程设计总结 (18) 参考文献 (19) 附录 (20) 致谢 (21)
1 课程设计目的 （1）掌握嵌入式系统的一般设计方法和设计流程； （2）学习嵌入式系统设计，掌握相关IDE开发环境的使用方法； （3）掌握ARM的应用； （4）学习掌握嵌入式系设计的全过程； 2 设计内容和要求 2.1 设计要求 （1）学习掌握基于ARM Cortex-M4内核的Kinetis K60系列单片机的工作原理及应用；（2）学习掌握加速度计、陀螺仪的工作原理及应用； （3）设计基于PID控制的两轮自平衡车模型系统的工作原理图及PCB版图； 2.2 研究意义 近年来，随着电子技术的发展与进步，移动机器人的研究不断深入，成为目前科 学研究最活跃的领域之一，移动机器人的应用范围越来越广泛，面临的环境和任务也 越来越复杂，这就要求移动机器人必须能够适应一些复杂的环境和任务。比如，户外 移动机器人需要在凹凸不平的地面上行走，有时环境中能够允许机器人运行的地方比 较狭窄等。如何解决机器人在这些环境中运行的问题，逐渐成为研究者关心的问题[1]。 两轮自平衡机器人的概念正是在这样一个背景下提出来的，这种机器人区别于其 他移动机器人的最显著的特点是：采用了两轮共轴、各自独立驱动的工作方式(这种驱 动方式又被称为差分式驱动方式)，车身的重心位于车轮轴的上方，通过轮子的前后移 动来保持车身的平衡，并且还能够在直立平衡的情况下行驶。由于特殊的结构，其适 应地形变化能力强，运动灵活，可以胜任一些复杂环境里的工作。 两轮自平衡机器人自面世以来，一直受到世界各国机器人爱好者和研究者的关 注，这不仅是因为两轮自平衡机器人具有独特的外形和结构，更重要的是因为其自身 的本质不稳定性和非线性使它成为很好的验证控制理论和控制方法的平台，具有很高 的研究价值。
体育馆建筑设计任务书 （建筑学专业课程设计） 一、教学要求 ⑴、了解体育馆建筑的空间组合与结构选型规律。 ⑵、训练和培养处理大空间、建筑与结构有机结合的能力。 ⑶、了解和掌握观演类建筑的设计原理及体育竞技对建筑的要求。 ⑷、学习综合处理建筑与有关工种（结构、空调、声学等）的配合的 能力。 二、设计规模及面积指标分配 ⑴、此馆为乙级中型体育馆，按举行篮球、排球等小型运动项目的练 习和比赛为主设计，兼做文艺表演、集会、展览等多功能用途。看台 座位为排椅，3000至4000座，球场一侧设主席台，设条桌及软坐椅。 比赛场地设弹力木地板。建筑面积约10000 m2。 ⑵、建筑面积分配： 1、比赛大厅：（3000 m2） ①、比赛区（以手球场为准）：40×20㎡（不包括缓冲带） ②、观众看台面积（0.5 m2/座） ③、裁判席：面积自定 2、服务用房： ①、观众用房： Ⅰ、观众休息厅：800 m2 Ⅱ、门厅、饮水、衣帽、小卖、电话间、卫生间、吸烟室等：面积自 定 ②、贵宾用房（休息室、接待室、卫生间）：150～200 m2 ③、运动员用房： Ⅰ、休息室：2～4间，40～60 m2/间 Ⅱ、更衣室：≥2套，60 m2/套 Ⅲ、厕所、淋浴：面积自定 Ⅳ、健身房：100～150 m2 Ⅴ、医务急救：30 m2 Ⅵ、检录厅：120 m2 Ⅶ、兴奋剂检查室（工作室、侯检室、厕所等）：50 m2 ④、新闻媒介用房： Ⅰ、新闻官办公室：20m2
Ⅱ、记者工作区（休息、采编、公告等）：120 m2 Ⅲ、邮电（营业、机房等）：50 m2 3、管理及设备用房： ①、竞赛管理用房： Ⅰ、组委会办公室：5间，15 m2/间 Ⅱ、管理人员办公室：5间，15 m2/间 Ⅲ、会议室：30～40 m2 Ⅳ、仲裁录放：15 m2 Ⅴ、编辑文印：30 m2 Ⅵ、数据处理：80 m2 Ⅶ、裁判员休息室：5套，50 m2/套 Ⅷ、赛后控制中心：20 m2 ②、工作人员用房： Ⅰ、馆长室、办公室若干、更衣、卫生间：面积自定 Ⅱ、会议室（可与竞赛部分合用）：面积自定 Ⅲ、更衣、卫生间：面积自定 ③、其他 Ⅰ、广播电视用房 ⅰ、广播和电视转播系统（播音室、评论员室、声控室等）：面 积自定 ⅱ、内场广播：10 m2 ⅲ、电视发送室：30 m2 ⅳ、摄像间、音响系统等：面积自定 Ⅱ、计时计分系统（包括计时控制、显示屏幕控制、数据处理等）：面积自定 Ⅲ、技术设备用房 ⅰ、灯光控制：20 m2 ⅱ、消防控制：20 m2 ⅲ、器材库：300 m2 ⅳ、电话系统、变电室、空调机房等：面积自定 4、练习馆（以手球馆为准） ⑶、其他要求 1、体育馆要求进行视线设计，同时馆内要求吸声措施。 2、比赛场地上方设灯光照明，走廊门厅、贵宾室设各种装饰灯具，各 安全出口设安全灯，人流疏散等满足消防要求. 3、馆外环境要求精心布置停车场、绿化、雕塑等，绿化率﹥25%。 三、图纸要求
XXXXXX 体育馆项目设计任务书 XXXXXX 2017年10月
XXXXXX： XXXXXX体育馆项目的总体规划、单体方案已获得批准，现委托贵公司对其进行规划、建筑、结构、水道、暖通空调、电气、弱电、室外管网等各专业的初步设计及施工图设计，具体要求如下： 一、工程概况 该项目拟建于XXXXXX内，西校区总占地面积约67.2万平方米。利用西校区原总体规划体育馆的建设场地上新建体育馆。 本次规划的总用地面积为积27698.78平方米（41.55亩）。总建筑面积为22498.29平方米，其中地上建筑面积19098.59平方米，地下建筑面积3399.70平方米（含人防工程2490.00平方米）。建筑高度23.90米，建筑地上三层，地下一层。其中主场馆地上一层，局部地上三层。热身场馆及多功能体育厅为地上两层，局部地上三层。局部地下一层位于多功能厅下。主要功能包括：主场馆（固定坐席2500个）、热身场馆、多功能厅、地下室（含人防工程）等主要功能空间。 二、规划专业 机动车道为车行混凝土路面，新建建筑物周围其余广场均为有停车人行透水砖路面，雨水经过雨水井收集后排入校园市政管道，场地内绿化，其它未表之处满足相关规范要求。 建筑设计任务书 1.建筑专业：
1.1 建筑层数及层高 1）层数：地上3层、地下1层。 2）建筑高度：23.90米。 3）建筑层高：地下一层层高有覆土处为4.5米，一层～三层层高5.4 米。 1.2平面使用功能： -1层：车库、人防相关房间、变电所、风机房、水泵房。 1层：主场馆、多功能厅、赛会用房及其它辅助用房。 2层：主场馆看台、观众厅、热身馆及其它辅助用房。 3层：主场馆看台、设备用房、热身活动及其它辅助用房。 屋顶：水箱间、电梯机房。 1.3 室内装修 A、日常入口 花岗石地面、不锈钢踢脚、石膏抹灰砂浆白色乳胶漆，铝合金条板吊顶。 B、门厅、走廊、过厅 防滑陶瓷地砖地面、不锈钢踢脚、石膏抹灰砂浆白色乳胶漆，铝合金条板吊顶。 C、休息室、淋浴间、卫生间、热水间 防滑地砖防水地面、粘贴釉面砖墙面，铝扣板吊顶。 D、室外走廊、室外楼梯 火烧花岗石防水地面、10厚花岗石踢脚、浅灰色釉面真石漆墙 面、聚合物水泥抹灰砂浆顶棚白色乳胶漆。
一、摘要 2 二、课程设计任务 3 1．问题描述 3 2．设计要求 3 三、课程设计内容 4 1、系统的模型表示 4 2、利用Matlab进行仿真设计 4 3、利用Simulink进行仿真设计 9 总结与体会 10 参考文献 10
本课题以汽车运动控制系统的设计为应用背景，利用MATLAB语言对其进行设计与仿真.首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统模型，确定期望的静态指标稳态误差和动态指标搬调量和上升时间，最终应用MATLAB环境下的.m文件来实现汽车运动控制系统的设计。其中.m文件用step函数语句来绘制阶跃响应曲线，根据曲线中指标的变化进行P、PI、PID校正；同时对其控制系统建立Simulink进行仿真且进行PID参数整定。仿真结果表明，参数PID控制能使系统达到满意的控制效果，对进一步应用研究具有参考价值，是汽车运动控制系统设计的优秀手段之一。 关键词：运动控制系统 PID仿真稳态误差最大超调量
一、课程设计任务 1. 问题描述 如下图所示的汽车运动控制系统，设该系统中汽车车轮的转动惯量可以忽略不计，并且假定汽车受到的摩擦阻力大小与汽车的运动速度成正比，摩擦阻力的方向与汽车运动的方向相反，这样，该汽车运动控制系统可简化为一个简单的质量阻尼系统。 根据牛顿运动定律，质量阻尼系统的动态数学模型可表示为： ???==+v y u bv v m 系统的参数设定为：汽车质量m =1000kg ， 比例系数b =50 N ·s/m ， 汽车的驱动力u =500 N 。 根据控制系统的设计要求，当汽车的驱动力为500N 时，汽车将在5秒内达到10m/s 的最大速度。由于该系统为简单的运动控制系统，因此将系统设计成10％的最大超调量和2％的稳态误差。这样，该汽车运动控制系统的性能指标可以设定为： 上升时间：t r <5s ； 最大超调量：σ％<10％； 稳态误差：e ssp <2％。 2.设计要求 1．写出控制系统的数学模型。 2．求系统的开环阶跃响应。 3．PID 控制器的设计 （1）比例（P ）控制器的设计 （2）比例积分（PI ）控制器的设计 （3）比例积分微分（PID ）控制器的设计 利用Simulink 进行仿真设计。 二、课程设计内容 1.系统的模型表示
一、研究背景及意义 自动搜索平衡车的两种数学模型。它是用小车及车上倒置的摆模拟控制火箭垂直起飞的装置。外力u(t)目的使摆保持与车身垂直。火箭起飞阶段必须维持与地面垂直，待到达指定速度和高度后才开始转弯。倘若火箭在起飞阶段受侧风干扰，火箭轴线偏离铅垂线一个小角度，则在重力作用下偏离角度会越来越大最终导致发射失败。为防止失败．在火箭轴线刚偏离垂直位置时，应启动发动机产生横向力校正火箭位置使其与地面垂直。为使问题简化，设车与摆只在平面内运动并忽略杆的质量，电机本身的惯性，摩擦，风力等因素，设摆球质量为m ，车质量为M ，摆长为l 。 二、建模机理 令H(t)和V(t)分别是小车通过铰链作用于杆也就是作用于摆球的水平分力和垂直分力。当然杆通过铰链作用于车的反作用力为—H(t)和—V(t)。应用牛顿定律得到：小车水平方向 )()()(y t H t u t M -=。。 （2-1） 摆水平方向 2 .. .. .. 22 )(sin cos ) sin ()(θθθθθml ml y m l y dt d m t H -+=+= （2-2） 摆垂直方向 )cos ()(22 θl dt d m mg t V =- 2 ... )(cos sin θθθθml ml --= （2-3）
力的分解 θ θ cos sin )()(=t V t H （2-4） 将式（2）带入式（1）得到 )()(sin cos )(2. ....t u ml ml y m M =-++θθθθ 将式（2-2）、（2-3）代入式（2-4）得到 θ θ θθθθθθθθcos sin )(cos sin )(sin cos .. 2 . .... 2 . .. = ---+l l g l l y 三、模型简化 上面两式均系非线性方程。该系统目的在于控制摆与地面垂直，可以认为θ(t)和 )(t 。θ都接近于零。在此假设下，取sin θ(t)≈θ(t)，cos θ(t)≈l ，同时略去此θ(t)，) (t 。 θ更高阶的无穷小量，经过如此线性化后得到 )(.. ..t u ml y m M =++θ） （ （2-5） 0.. .. =-+θθg l y （2-6） 对式（5）和式（6）等号两边分别取拉氏变换并令初始条件为零便求出由u （t ）到y(t)的传递函数)(g s yu 和由u(t)到θ(t)的传递函数 )(s g u θ分别如下： ])([)(222g m M Mls s g ls s g yu +--= (2-7) g m M Mls s g u )(1 )(2+--=θ (2-8) 或者写为
双轮自平衡车设计报告 学院………….......... 班级…………………… 姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..姓名………………..手机号…………………..
目录 一、双轮自平衡车原理 二、总体方案 三、电路和程序设计 四、算法分析及参数确定过程
一.双轮自平衡车原理 1.控制小车平衡的直观经验来自于人们日常生活经验。一般的人通过简单练习就可以让一个直木棒在手 指尖上保持直立。这需要两个条件：一个是托着木棒的手掌可以移动；另一个是眼睛可以观察到木棒的倾斜角度和倾斜趋势（角速度）。通过手掌移动抵消木棒的倾斜角度和趋势，从而保持木棒的直立。这两个条 件缺一不可，让木棒保持平衡的过程实际上就是控制中的负反馈控制。 图1 木棒控制原理图 2.小车的平衡和上面保持木棒平衡相比，要简单一些。因为小车是在一维上面保持平衡的，理想状态下，小车只需沿着轮胎方向前后移动保持平衡即可。 图2 平衡小车的三种状态 3.根据图2所示的平衡小车的三种状态，我们把小车偏离平衡位置的角度作为偏差；我们的目标是通过 负反馈控制，让这个偏差接近于零。用比较通俗的话描述就是：小车往前倾时车轮要往前运动，小车往后倾时车轮要往后运动，让小车保持平衡。 4.下面我们分析一下单摆模型，如图4所示。在重力作用下，单摆受到和角度成正比，运动方向相反的回复力。而且在空气中运动的单摆，由于受到空气的阻尼力，单摆最终会停止在垂直平衡位置。空气的阻尼力与单摆运动速度成正比，方向相反。 图4 单摆及其运动曲线
类比到我们的平衡小车，为了让小车能静止在平衡位置附近，我们不仅需要在电机上施加和倾角成正比的回复力，还需要增加和角速度成正比的阻尼力，阻尼力与运动方向相反。 5 平衡小车直立控制原理图 5.根据上面的分析，我们还可以总结得到一些调试的技巧：比例控制是引入了回复力；微分控制是引入了阻尼力，微分系数与转动惯量有关。 在小车质量一定的情况下，重心位置增高，因为需要的回复力减小，所以比例控制系数下降；转动惯量变大，所以微分控制系数增大。在小车重心位置一定的情况下，质量增大，因为需要的回复力增大，比例控制系数增大；转动惯量变大，所以微分控制系数增大。 二.总体方案 ■小车总框图
毕业设计指导书 设计题目：青岛开发区博物馆方案设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 土建学院建筑系
毕业设计指导书 一、建设单位：青岛开发区区委 二、工程地点及要求： 该工程位于青岛经济技术开发区区委广场前侧，临珠江路与滨海大道。本着个性与艺术性相融合的设计思想，以协调环境、设备先进、功能健全为原则，该馆建设既要满足城市功能发展的需要，又要成为科学技术和历史文化、时代气息和造型艺术相结合的社会公益性文化设施；既要满足自身陈列展示、收藏保管、学术研究、文化娱乐的功能要求，又要建成与周边环境完美融合的文化艺术殿堂，充分反映开发区的文化特色。 三、主要经济技术指标 1、用地：规划用地面积10.0ha左右。 2、建筑退红线：见图示。 3、总建筑面积：28000㎡（地上20000㎡＋地下8000㎡） 4、建筑层数：主体部分9层，辅楼部分高度低于30米，地下层一层。 5．地下层含地下停车场、设备用房、库房等，地下机动车车位按不少于0.8辆/100㎡地上建筑面积考虑。 四、建筑设计内容和要求 博物馆组成部分分为展区、会议中心、配套服务区（含娱乐餐饮区、后勤服务区）、地下室（地下停车场、设备用房）等。 （一）、展厅：15000㎡ 1、序厅：2000㎡（含休息区、接待厅及成都概况介绍） 2、总展厅：6000㎡（含多媒体展示、3D影院、配套库房） （1）全域展厅：3000㎡ （2）中心展厅：3000㎡ 3、展厅：5000㎡（共20个展厅，每个展厅使用面积约200-300） 4、规划建设成果专项展厅：2000㎡ （二）、会议中心：2500㎡ 可供举办大型学术交流活动使用。 1、多功能报告厅：面积约800㎡。（含服务准备间、音响设备间、化妆间、厕所、休息
1绪论 1.1选题背景与意义 汽车已经成为人们日常生活不可缺少的代步交通工具，在汽车发达国家，旅客运输的60％以上，货物运输的50％以上由汽车来完成，汽车工业水平和家庭平均拥有汽车数量已经成为衡量一个国家工业发达程度的标志。进行汽车运动性能研究时．一般从操纵性、稳定性和乘坐舒适性等待性着手。但近年来．随着交通系统的日趋复杂，考虑了道路环境在内的汽车运动性能开始受到关注。因此，汽车运动控制系统的研究也显得尤为重要，在文中，首先对汽车的运动原理进行分析，建立控制系统简化模型，确定期望的静态指针(稳态误差)和动态指针(超调量和上升时间)。然后对汽车运动控制系统进行设计分析。从而确定系统的最佳静态和动态指针。 2 论文基本原理分析 2.1.1汽车运动横向控制 （1）绝对位置的获得方法 汽车横向方向的控制使用GPS(全球定位系统)的绝对位置信息。GPS信息的精度与采样周期、时间滞后等有关。为提高GPS的数据精度和平滑数据．采用卡尔曼滤波对采样数据进行修正。GPS的采样周期为200ms相对应控制的周期采用50ms。另外考虑通信等的滞后、也需要进行补偿，采用航位推测法(dead reckoning)解决此问题。通过卡尔曼滤波和航位推测法推算出的值作为汽车的绝对位置使用来控制车速、横摆角速度等车辆的状态量。GPS 的数据通过卡尔曼滤波减少偏差、通过航位推测法进行误差和迟滞补偿．提高了位置数据推算的精度。 （2）前轮转角变化量的算出方法 这里对前轮目标转角变化量(?δ)的算出方法作简要说明，横方向控制采用预见控制，可以从现在汽车的状态预测经过时间t p秒后的汽车位置，由t p秒后的预测位置和目标路径
自平衡车模型分析
一、 求解车体除两轮外部分动能 车体沿X 轴方向速度： R L V R L x 2 )(cos θθθθ&&&++= 车体沿Y 轴方向速度： R D L V R L y )(sin θθθ&&-= 车体沿Z 轴方向速度 θθsin &L V z = 车体沿过质心的Z 轴的转动惯量为： m yz J J J y z z ???++=d sin cos 22θθθ 由于假设车体关于ZY 平面对称，因此 0d =???m yz 因此 θθθ22sin cos y z z J J J += 则可以得到车体的平动动能： ??? ? ??+-+++=2221)sin ())(sin ()2)(cos 21θθθθθθθθθ&&&&&&L R D L R L E R L R L kp （ 车体的转动动能为： ??? ? ??+-+=22222 ))()(sin cos (21θθθθθ&&&x R L y z kp J R D J J E 则车体的总动能为： 21kp kp kp E E E += 二、 求解车轮动能 左车轮平动速度为：
R V L x w L θ&= 右车轮平动速度为 R V R x w R θ&= 两轮有同样的绕垂直于半径的转动速度： R D R L w )(θθω&&-= 则左车轮的动能为： 2 22)(2121)(21??? ? ??-++=D R J J R m E R L R L L kw L θθθθφ&&&& 则右车轮的动能为： 222)(2121)(21??? ? ??-++=D R J J R m E R L R R R kw R θθθθφ&&&& 三、 求解车体势能 由于在平地上行进，车轮势能不变。车体整体势能可变部分表示为： θcos g m E p p = 四、 拉格朗日函数的求解 得到最终的拉格朗日函数为： p kw kw kp kp E E E E E L L R -+++=21 依据拉格朗日动力学法求解，进行如下运算： R L M M L dt L d --=??-??θ θ& L L L M L dt L d =??-??θθ& R R R M L dt L d =??-??θθ& 得到动力学方程： 方程一： () R L R L z y p p R L p x p M M R D J J L m gL m R L m J L m --=??? ? ??--+--+++222 )(cos sin sin 2)(cos )θθθθθθθθθ&&&&&&&&（
广东工业大学建筑和城市规划学院《建筑设计》课程 体育中心建筑设计任务书 一.教学目的： 通过本课程学习，使学生掌握体育中心建筑设计的一般原理、手法及相关知识，培养对体育中心建筑设计的功能布置、造型能力、技术设 备等复杂问题的能力。 二.设计任务： 中型体育馆设计 一、总纲 1、目的及意义 随着我国体育事业的迅速发展和全民健身运动的广泛开展，人民群众对城市体育建筑的要求越来越高。现代城市体育设施是广大群众进行体育观赏、健身娱乐和社交的场所，反映了现代城市人民文化体育生活的重要一面。该类型的建筑，从建筑 外部形态到内部空间处理，都有鲜明的特征,强烈地展现了城市建筑的面貌。 通过本课题的设计，使学生了解当今体育建筑的发展动向，掌握体育馆建筑的基本设计方法及理论，了解体育馆建筑的结构选型，了解体育建筑的设备要求，掌握体育馆建筑的构造设计，为今后走向社会,从事体育建筑设计打下基础。 2、基本要求： 建筑外部形象是城市整体形象的一部分，建筑设计必须考虑与城市道路、周边环境之间的关系。建筑方案应满足学校体育教学的基本要求，同时应考虑对外接待比赛、演出、展览和对城市群众开放的要求，满足设计任务书提出的面积指标、用地
指标等要求。 3、学会对建筑人文环境的考虑，把握地域特点及城市空间形态构成。较好地 处理建筑布局、造型等与环境的关系。 4、掌握体育建筑的消防、疏散设计规范，采用合理设备配置。 5、体育馆应采用合理结构形式，完成富有时代气息的建筑。利用结构形式构 成建筑造型，同时表达出清晰的建筑逻辑体系。 二、设计条件 1、本设计的建筑基地位于广东某行政中心区内，占地10014平方米，总建筑面积控制在10000平方米以内。基地北为城市主干道，东南为城市文化区，西为400米标准跑道体育场。电力电信、给排水均从西侧出入。 2、满足消防安全要求，建筑内部考虑集中结合分散空调系统。 3、座位数:3500座左右。 三、设计内容： 1、座位数:3500座左右（500活动位。 2、辅助用房： 《1》、观众用房 .观众休息区500-800平方米 .贵宾区〈含接待、服务、贵宾休息等〉150――200平方米.观众及贵宾卫生间〈按规范设置〉。
第一章概述 1完成本次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。 如图1-1 小车运动路线示意图 第二章硬件设计 2.1 主电路图 如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。
图2-1小车循环控制的主电路原理 2.2 I/O地址分配 如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。 表2-1
2.3 I/O接线图 如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。 图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图 2.4 元件列表 如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。 表2-2
第三章软件设计 3.1 程序流程图 如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。 首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。