طراحي، مدلسازي و ساخت خودروهاي دوچرخ در سالهاي اخير در تحقيقات محققان بسياری مورد توجه بوده است. مهمترين پارامتر در طراحي اين خودروها، تحليل پايداري و طراحي کنترلر مناسب جهت اعمال سيگنال کنترلي پيوسته و مناسب براي حرکت خودرو است. از معروف ترين مدل هاي ساخته شده اين نوع خودرو که با مکانيزم نسبتا ساده به صورت تجاري کاربرد يافته است، مدل Segway است که تحقيقات زيادي در مورد اين مکانيزم انجام پذيرفته است. در اين مدل از يک آونگ يک درجه آزادي به عنوان مدل در نظر گرفته شده براي پاندول معکوس استفاده شده است.
در پروژه پيشنهادي از سيستم دو درجه آزادي در مکانيزم Segway با قابليت تبديل به يک خودروي صنعتي مورد استفاده در تحقيقات صنعت خودروسازي استفاده خواهد شد. ضرورت انجام تحقيق، لزوم روي آوردن به چنين خودروهايي در سال هاي آتي به دليل داشتن قابليت عدم آلودگي محيط زيست، کاهش ترافيک و عدم نياز به استفاده از سوخت هاي فسيلي است. در اين تحقيق، ابتدا مروري بر کارهاي انجام شده در اين مورد انجام مي گيرد و سپس مدل مناسب براي خوردوي مورد نظر استخراج مي شود که برمبناي اين مدل، معادلات سينماتيکي و ديناميکي خوردو استخراج مي گردد. استخراج اين معادلات برمبناي حرکت خودرو بر روي يک مسير عمومي شامل قابليت حرکت در دو راستاي افقي و عمودي صورت مي پذيرد. سپس برمبناي معادلات ديناميکي حاصله، معادلات فضاي حالت سيستم به دست مي آيد که با توجه به تحريک هاي ورودي، اين معادلات از نوع ناخودوند (Non-Autonomous) مي باشند.
در مرحله بعد، با توجه به معادلات به دست آمده و نيز با استفاده از روشهاي موجود براي استخراج تابع لياپانوف سيستم غيرخطي مورد نظر، تابع لياپانوف مناسب براي خودرو به دست مي آيد. از آنجايي که سيگنال کنترلي به دست آمده در اين قسمت داراي بخش ناپيوسته مي باشد، در مرحله بعد براي حذف اين ناپيوستگي، با اعمال شرايط Filippov براي ناپيوستگي هاي موجود در سيستم، تابع انرژي (Quasi-Lyapunov) مناسب براي بررسي پايداري و يافتن شرايط پايداري و ناپايداري خودرو به دست مي آيد که بر مبناي اين تابع، کنترلر پيوسته طراحي مي گردد.
در مرحله بعد با توجه به سيگنال کنترلي طراحي شده و تابع انرژي به دست آمده، تحليل شرايط پايداري مورد بررسي مي گيرد و براي اثبات تحليل هاي تئوري در مورد پايداري سيستم، عمل شبيه سازي در نرم افزار Matlab صورت مي گيرد که در اين شبيه سازي مقايسه بين توابع لياپانوف و تابع انرژي و نيز سيگنال هاي کنترلي صورت خواهد گرفت.