（定稿）东站冷库项目投资立项申报书7

卡尔曼滤波器迭代过程如下先验状态估计ˆˆ式先验估计误差协方差式卡尔曼增益式后验状态估计ˆˆˆ式后验误差协方差式在上面各式中作用在ˆ上的阶矩阵作用在控制向量上的输入控制矩阵观测模型矩阵，将真实状态空间映射为观测空间先验估计误差协方差矩阵后验估计误差协方差矩阵常熟理工学院毕业设计论文过程噪声协方差矩阵过程噪声协方差矩阵阶单位矩阵矩阵，称之为卡尔曼增益。

本章小结本章阐述了小车平衡控制原理与所需条件。

对小车进行受力分析，构建了小车的运动模型并提出了小车的运动微分方程。

解算出小车运动控制的传递函数并利用自动控制理论进行了分析，设计了两轮自平衡车的控制器。

介绍了本系统使用的姿态检测传感器，分析了其性能特点。

简述了卡尔曼滤波器原理及其设计流程。

常熟理工学院毕业设计论文系统硬件电路设计本系统硬件电路的设计目标为可靠高效简洁。

可靠性是系统设计的第要求，因此对电路设计的所有环节都进行了电磁兼容性设计，做好各部分的接地屏蔽滤波等工作，将高速数字电路与模拟电路分开，从而大大提高本系统工作的可靠性。

系统主要由以下几个模块组成单片机最小系统硬件设计电源模块硬件设计倾角传感器信号调理电路设计电机驱动电路设计速度检测电路。

系统硬件设计图如下主控制器加速度计陀螺仪角度角速度串口通讯桥电机驱动直流电机测速模块编码器图硬件设计总体框图单片机介绍本系统采用飞思卡尔公司原摩托罗拉公司半导体事业部的单片机为控制核心。

该单片机是飞思卡尔公司的位系列单片机，简称系列。

是系列的增强型产品。

基于的内核，可达到的的倍性能。

系列增加了条额外指令，可以执行位计算共条指令，总线频率最高可以达到，改进了中断处理能力。

系列的采用复杂指令集架构，集成了中断控制器，有丰富的寻址方式。

中断有个优先级并且内核支持优先级的调度，最多可有个中断源，可访问最多的全部存储空间包括片内和片外资源。

采用的是供电，芯片内部含有的存储器，的，常熟理工学院毕业设计论文的，两路串行通信接口，路串行外围接口，八路定时器通道，两个引脚为个八路可调转换精度的口，八路输出，引脚为个离散数字口，个模块其功能模块如图所示。

图单片机功能模块示意图主要特性最高总线速度从提升到增加页面寄存器，可以实现存储空间连续寻址以内存代替，编程简化电源供电简化，不在需要外部滤波电路器件从位精度升为位精度内部有容错纠错功能由位改为位，增加个优先级位，将中断源细分为级支持位操作有存储保护设置定时器功能增强，有四通道位周期中断定时器不再支持模糊逻辑指令。

二通用寄存器系列单片机的中央处理器由以下三部分组成算术逻辑单元控制单元和寄存器组。

通常外部采用或石英晶体振荡器，可通过内部锁相环使片内总线速度提升到最高，寻址方式有种用曼滤波器常熟理工学院毕业设计论文致谢转眼间，四年的大学生活即将结束，毕业论文的工作也即将画上个圆满的句号。

回首大学四年的点点滴滴，感慨良久。

首先要感谢我的指导老师老师，老师平时工作繁忙，但在我毕业设计的每个阶段他都悉心指导从课题选取，到论文的撰写完毕，期间我的每个进步和成绩无不倾注了老师的心血和汗水。

他对待工作的认真态度，对待科学的严谨作风，对待他人的宽容善良为我今后的工作学习和生活树立了榜样。

其次，我要感谢老师，在毕业设计及平时的学习中遇到困难时，老师总是耐心和我们探讨问题，帮助我们解决问题。

同时在学习和生活上关心我们，当我们遇到挫折时，她总是鼓舞我们，给我们信心和帮助。

我的大学四年的大部分时光是在创新实验室度过，在这里不仅学习到了很多知识，同时也遇到了很多相处融洽的朋友。

在电子设计大赛，智能车大赛上我们起挥洒汗水，无怨无悔，我要谢谢实验室的兄弟们。

我要感谢我的母校常熟理工学院，是母校给我提供了优良的学习氛围与条件感谢每位曾给我授课的老师，是你们教会了我专业知识。

最后，我要感谢我的大学同学，感谢每个帮助过我的人。

优化非常复杂，不适用于本系统。

国外有研究者根据加速度计与陀螺仪的互补特点研究出互补滤波算法，其简单明了并且具有较好的实时性与稳定性，能够较好的融合出姿态角度。

考虑到本系统使用的惯性器件特性较差，互补滤波在本质原理上不能弥补器件特性缺陷，故本系统采用卡尔曼滤波算法作为数据融合方法。

年卡尔曼发表了著名的用递归方法解决离散数据线性滤波问题的论文。

随着数字计算技术的进步，卡尔曼滤波器得到了越来越广泛的应用和推广，尤其是在自主或协助导航领域。

卡尔曼滤波器与大多数滤波器不同之处，在于其是种纯粹的时域滤波器，不需要像低通滤波器等频域滤波器那样，需要在频域设计再转换到时域实现。

对于解决大部分的问题，是最优，效率最高甚至是最有用的。

卡尔曼滤波器的广泛应用已经超过年，包括机器人导航，控制，传感器数据融合甚至在军事方面的雷达系统以及导弹追踪等等。

近年来更被应用于计算机图像处理，例如头脸识别，图像分割，图像边缘检测等等。

卡尔曼滤波器是种高效率的递归滤波器自回归滤波器，能够从系列的不完全及包含噪声的测量中，估计动态系统的状态。

卡尔曼滤波器不仅能估计信号的过去和当前状态，甚至能估计将来的状态。

卡尔曼滤波器解决离散时间控制过程的般方法，首先定义模型线性随机微分方程。

假设卡尔曼滤波模型时刻真实状态是从时刻推算出来，如下式式式中，是时刻状态是时刻状态变换模型是作用在控制器向量上的输入控制模型是过程噪声，假设其均值为零，协方差矩阵符合多元正态分布，式常熟理工学院毕业设计论文时刻对应真实状态的测量满足下式式式中是观测模型，将真实控制映射为观测空间为观测噪声，其均值为零，协方差矩阵符合正态分布，式初始状态以及每时刻的噪声都认为是互相独立的。

卡尔曼滤波器的操作主要包括两个阶段预估与更新。

在预估。

内部寄存器组中的寄存器堆栈指针和变址寄存器均为位。

的累加器是位的，但是可分别看成两个位累加器和。

的寄存器组包括如下个部分。

为累加器或位累加器和位变址寄存器和，来处所收的扭矩，单位为轴的抗扭截面系数，单位为轴的转速，单位为轴传递的功率，单位为计算截面处的直径，单位为许用扭转切应力，单位为外内。

根据出轴尺寸和输出扭矩涨套选用许用传递转矩强度满足行星轴上的轴承由于，轴承当量动载荷轴承的基本额定动载荷为，，行星轮转速轴承的寿命为，行星轴上的轴承由于，轴承当量动载荷轴承的基本额定动载荷为，，行星轮转速轴承的寿命为，行星架上的轴承轴承的基本额定动载荷为，轴承当量动载荷轴承的寿命为行星架转速取，型号寿命图表轴承型号从左到右依次排列。

润滑装置及散热计算行星齿轮减速器的润滑对行星减速器是至关重要的，其中包括正确地选择润滑油润滑方式和润滑油的使用维护等。

行星齿轮减速器的润滑特点及润滑剂的作用润滑剂的主要作用是减少摩擦与磨损，防止胶合降低噪音吸收冲击和振动防锈，抗腐蚀散热冷却。

行星齿轮减速器与平行轴减速器相比具有很多特殊性行星齿轮减速器既有外啮合传动，又有内啮合传动，工作温度随工作制，机械设计手册表高速级销联接的抗剪强度校核低速级销联接的抗剪强度校核扭矩，单位为销的直径，单位为法兰上螺栓的孔距，单位为许用切应小结绞盘机是种小功率机械。

它具有自己的作业特点，在工作环境恶劣，木材级别很大的生林集材作业中，要充分发挥绞盘机的作用，在使用绞盘机作业时，必须采用新的绞盘机集材生产工艺。

此绞盘机总重量约为公斤，总体积约为，从重量和体积上看个人完全可以携带。

该绞盘机工作方便，人就可操作。

此绞盘机的最大拉力为，而的落叶松重量约为，由此可见，该绞盘机完全有能力集根中等的木材，若集小径木或枝丫等，可相当于人的工作量，所以使资源得到开发，又节约了劳动力。

综上所述，绞盘机在集材作业中是非常必要，也是切实可行的，而且也可以适用于建筑安装消防电力救灾和抢险等工作。

参考文献张佩剑，微型绞盘机结构于性能的研究。

森林采运科学，。

颜思健，韩翠蝉，渐开线齿轮形星传动的设计与制造。

机械工业出版社，。

于庆祯，李锋编，机械设计手册新版。

机械工业出版社，。

度等变化，应此，行星齿轮减速器要润滑油在启动和正常运转温度下具有良好的粘温特性。

行星齿轮减速器由于体积小，散热面积小，这就要使润滑油的极压性能高，氧化安定性和热稳定性好。

行星齿轮减速器行星齿轮个数般在两个以上，并且围绕中心轮阶段，滤波器根据上时刻状态，估算出当前时刻状态在更新阶段，滤波器利用当前时刻观测值优化在预估阶段获得的测量值，以获得个更准确的新估计值。

卡尔曼滤波器迭代过程如下先验状态估计ˆˆ式先验估计误差协方差式卡尔曼增益式后验状态估计ˆˆˆ式后验误差协方差式在上面各式中作用在ˆ上的阶矩阵作用在控制向量上的输入控制矩阵观测模型矩阵，将真实状态空间映射为观测空间先验估计误差协方差矩阵后验估计误差协方差矩阵常熟理工学院毕业设计论文过程噪声协方差矩阵过程噪声协方差矩阵阶单位矩阵矩阵，称之为卡尔曼增益。

本章小结本章阐述了小车平衡控制原理与所需条件。

对小车进行受力分析，构建了小车的运动模型并提出了小车的运动微分方程。

解算出小车运动控制的传递函数并利用自动控制理论进行了分析，设计了两轮自平衡车的控制器。

介绍了本系统使用的姿态检测传感器，分析了其性能特点。

简述了卡尔曼滤波器原理及其设计流程。

常熟理工学院毕业设计论文系统硬件电路设计本系统硬件电路的设计目标为可靠高效简洁。

可靠性是系统设计的第要求，因此对电路设计的所有环节都进行了电磁兼容性设计，做好各部分的接地屏蔽滤波等工作，将高速数字电路与模拟电路分开，从而大大提高本系统工作的可靠性。

系统主要由以下几个模块组成单片机最小系统硬件设计电源模块硬件设计倾角传感器信号调理电路设计电机驱动电路设计速度检测电路。

系统硬件设计图如下主控制器加速度计陀螺仪角度角速度串口通讯桥电机驱动直流电机测速模块编码器图硬件设计总体框图单片机介绍本系统采用飞思卡尔公司原摩托罗拉公司半导体事业部的单片机为控制核心。

该单片机是飞思卡尔公司的位系列单片机，简称系列。

是系列的增强型产品。

基于的内核，可达到的的倍性能。

系列增加了条额外指令，可以执行位计算共条指令，总线频率最高可以达到，改进了中断处理能力。

系列的采用复杂指令集架构，集成了中断控制器，有丰富的寻址方式。

中断有个优先级并且内核支持优先级的调度，最多可有个中断源，可访问最多的全部存储空间包括片内和片外资源。

采用的是供电，芯片内部含有的存储器，的，常熟理工学院毕业设计论文的，两路串行通信接口，路串行外围接口，八路定时器通道，两个引脚为个八路可调转换精度的口，八路输出，引脚为个离散数字口，个模块其功能模块如图所示。

图单片机功能模块示意图主要特性最高总线速度从提升到增加页面寄存器，可以实现存储空间连续寻址以内存代替，编程简化电源供电简化，不在需要外部滤波电路器件从位精度升为位精度内部有容错纠错功能由位改为位，增加个优先级位，将中断源细分为级支持位操作有存储保护设置定时器功能增强，有四通道位周期中断定时器不再支持模糊逻辑指令。

二通用寄存器系列单片机的中央处理器由以下三部分组成算术逻辑单元控制单元和寄存器组。

通常外部采用或石英晶体振荡器，可通过内部锁相环使片内总线速度提升到最高，寻址方式有种