研究生论文开题报告格式及范文怎么写？本文将以计算机论文为例，为大家分享一篇开题报告的范文样本，标题是“基于模糊 PID 的双舵轮 AGV 控制系统设计”，具体详情如下。
一、论文开题报告基本框架
论文开题报告一般由以下八个部分组成（每个院校都有固定的开题报告模板，可能有所差异，大家可以参照各自学院的要求进行写作）。具体内容如下：
1.选题的背景及意义
2.研究目标及内容
3.研究方法
4.论文大纲
5.技术难点和可能的解决方案
6.预期成果及可能的创新点
7.论文工作计划
8.参考文献
二、选题的背景及意义
1.1.1 研究背景
进入 21 世纪以后，制造业进入了一个飞速发展的阶段，世界对制造业提出了自动化、智能化的要求，尤其是伴随着中国制造 2025 目标的提出，在未来的几年，要实现制造业的自动化，解放生产力、智能制造已经成为了各个企业发展的口号，对于自动化、智能化装备的需求也随之体现出来[1]。而 AGV 作为一种高度集成的自动化装备，对于实现自动化扮演着一个不可或缺的角色。自动导引小车(AGV，Automatic Guided Vehicle)，是一种利用蓄电池来提供动力，通过传感器与非接触性导向装置进行导航，用于设备搬运、车间自动化装配的无人驾驶车辆[2]，是现代自动化车间以及物流仓储系统的关键性设备。它的主要特征表现为小车具有可编程得操作系统及系统控制管理界面，可以通过计算机的设定，按照指令自动沿着铺设好的路线行驶，到达目标地点，并完成提前布置的作业任务。
1.1.2 研究意义
随着物流仓储行业、柔性制造系统、搬运系统和装配系统等生产系统的快速发展，企业对于 AGV 的使用需求在逐年增加。自动导向小车本身就集结了很多领域最前沿的技术，包含计算机学科，无线通讯技术，电池管理系统，STM 单片机技术，以及多种传感器技术等等，是一个很复杂的系统[4]。当工作空间内自动导向车的数量达到一定规模后，还涉及到了 AGV 的整体调度和短距离的最优控制等更高技术层面的研究，因此对于自动导向车的研究还有很长的路要走。AGV 目前在国内的一些行业中己经得到了广泛的应用，使用最多的就是制造业和物流行业，但和发达国家相比还有很大的差距。在导航技术上也比较落后，多使用电磁导航等简单的技术，对于自动运输中出现的很多问题也难以有效的解决。因此响应国家的号召，掌握自动导向车的关键性技术，提高自主研发能力具有非常重要的现实意义。
对地面规定路径跟踪的准确性、平稳性以及对行驶过程中产生偏差得快速纠正是体现自动导引小车性能的重要指标[5]。其核心问题是解决大偏差状态下提高系统的响应速度与小偏差下减少系统超调量之间的矛盾，这些问题依靠单一的控制器都难以解决。解决这个问题需要利用现代控制理论及智能控制方法，将多种控制器结合起来对 AGV 进行控制，发挥各种控制的优点，以解决 AGV 在复杂工况下的控制难题。
三、研究内容
综合以上 AGV 的研究背景及发展现状，本文着手从小车结构入手，设计一种具有多种运动能力的 AGV 底盘驱动结构，结合合适的控制策略对其进行控制，本文的主要研究内容和章节安排如下：
第一章，绪论首先介绍了本课题研究的背景及意义，然后对国内外 AGV 的发展进行了简单的描述，介绍了本课题的研究现状以及控制器算法的研究状况，最后阐述了研究的目的以及本文的研究内容。
第二章，分析常见的 AGV 小车轮系布置以及驱动结构的优缺点，确定本文 AGV小车的驱动结构，分析其运动方式，建立小车的运动学模型，分析了运动学与几何学之间的关系，最后建立了小车的状态空间方程以及整个控制系统的状态空间方程。
第三章，针对传统控制器的不足，利用模糊控制不依赖控制对象精确数学模型的优点，将模糊理论运用到 AGV 小车的路径跟踪控制上，介绍了模糊控制的原理，设计了相应的模糊控制器。
第四章，针对模糊控制器的缺点，以及单一控制器无法满足较高的控制要求，提出将模糊控制与 PID 控制相结合的方式，设计了 PID 与模糊控制复合的控制器，通过阈值切换两种控制状态，充分发挥两种控制的特点。
第五章，针对上面章节设计的控制器，在 MATLAB/simulink 中搭建了控制系统的仿真模型，并做仿真实验，对其效果进行比较，得出结论。
第六章，总结与展望，对本文双舵轮 AGV 控制系统的研究进行总结并对进一步的研究内容做出展望。
四、研究方法
在现阶段的研究中，学者们对于 PID 的应用已经比较熟练，而针对更加高级的智能控制方法研究较少，对于两种及多种控制方法的结合更是少之又少，多种控制方法的结合尤其是将智能控制的方法与经典控制的结合，可以发挥各个控制的特点和优势，多种控制方法的结合可以在未来复杂的控制工况中从容的面对各种情况，发挥出最稳定的控制效果，这对控制领域的纵向研究和 AGV 的实际研究都有非常重大的意义。
五、研究结论
本文通过查阅论文及相关资料，对一种对角安装舵轮驱动的 AGV 小车进行运动学研究，将模糊理论运用在 AGV 的转向控制上，针对对角布置双舵轮驱动 AGV 的运动特点，建立了模糊控制和 PID 控制相结合的复合控制器，通过判断条件决定使用哪种控制，并在 MATLAB/Simulink 中建立仿真模型进行实验，其结果显示跟踪路径效果良好，达到了预期的目的。主要完成的工作及创新点有：
（1）通过对常见 AGV 的驱动方式及运动方式进行总结，选择在四轮 AGV 上对角布置两个舵轮驱动总成，另外两个安装万向轮的结构，并对其运动学特性进行研究，建立了AGV 小车的二自由度运动学模型，得到了它在坐标系下的运动学方程，经过计算得知由小车的初始位置和小车舵轮的转角以及行驶速度，就可以得知任意时刻小车质心点的坐标，通过引入驱动电机与舵轮转角的关系，得到了整个控制系统的状态空间方程，为后文的控制系统设计打下了基础。
（2）利用模糊控制对非线性模型的良好控制和较强的鲁棒性，将模糊控制应用到本文双舵轮 AGV 的转向控制中，设计了一种双输入单输出的模糊控制器，将 AGV 小车在实际行驶过程中与期望路径的角度偏差α和位置偏差 e 作为模糊控制器的输入，输出则为 AGV 的舵轮转角，确定了变量对应的模糊子集的范围，确定了每个子集的隶属度函数，选用 Mamdani 型模糊控制器，并制定了相应的模糊控制规则，最后将推理出的模糊值进行清晰化处理，完成了本文的模糊控制器的设计。
（3）考虑到单一控制器无法满足现在实际的需要，且模糊控制在靠近平衡点附近存在控制盲区，结合工业中最常用的 PID 控制器，将二者结合起来，设计了一款复合控制器，通过一个条件判断开关来决定使用何种控制器，当误差较大的时候采用模糊控制器，在误差值较小的时候采用 PID 控制，充分发挥两种控制的优点，完成对本文双舵轮 AGV的控制，最后在 Simulink 中搭建了本文控制系统的仿真模型，进行仿真实验，实验表明在不同姿态跟踪给定路径中表现平稳，响应较快。
六、论文进度安排
20XX年11月01日-11月07日 论文选题
20XX年11月08日-11月20日 初步收集毕业论文相关材料，填写《任务书》
20XX年11月26日-11月30日 进一步熟悉毕业论文资料，撰写开题报告
20XX年12月10日-12月19日 确定并上交开题报告
20XX年01月04日-02月15日 完成毕业论文初稿，上交指导老师
20XX年02月16日-02月20日 完成论文修改工作
20XX年02月21日-03月20日 定稿、打印、装订
20XX年03月21日-04月10日 论文答辩
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