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取陀螺仪输出电压值，单位为获取加速度计输出电压值，单位为陀螺仪角速度换算，单位为度秒加速度计重力加速度换算，单位为利用反三角函数求的小车倾角,单位为弧度将弧度转为度将转换后的数据送入卡尔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，协方差提升建安工程参照省市政程计价定额省建设工程费用定额，并结合当地实际情况进行估算设备采购根据现行市场价格和设备生产厂家报价项目建设投资估算项目固定资产投资本项目固定资产投资估算为万元，其中建筑工程费万元，设备购置费万元，其他工程费用万元，工程预备费万元按第部分工程费的计算，建设单位位管理费,万元按第部分工程费计算，工程勘察设计费万元按第部分费用的计算，工程监理费万元按第部分工程费用的计算，临时施工费万元按第部分费用的计算。详见表。流动资金估算流动资金估算按详细估算法附录计算，流动资金估算为万元。详见表。项目总投资项目估算总投资万元，其中资产无形资产递延资产预备费用，流动资金万元。固定资产投资万元表投资估算表单位万元序号项目名称工程费用设备费用安装费用其他费用合计工程指标备注单位数量造价元第部分租地费用亩年餐饮区栋果园亩温室大棚间宽人行鹅步道卵石面石砌档墙高米排灌渠木屋别墅栋砖木结构多功能馆三层员工宿舍栋二层景观品茗座公共厕所座垂钓区亩棋茶艺社栋二层停车场个果园区亩植树株水井座供电通讯路灯亮化苗木草坪合计表投资估算表单位万元序号项目名称工程费用设备费用安装费用其他费用合计工程指标备注单位数量造价第二部分建设单位管理费用工程勘察设计费用监理费用临时施工办公生活家具购置元人合计预备费用总计注建设单位管理费按第部分工程费计算设计勘察设计费按第部分费用的计算工程监理理费按第部分工程费用的计算基本预备费按第部分工程费的计算临附施工费按第部分费用的计算本项目固定资产投资方向调节税为零税率表流动资金估算表单位万元项目合计第周年第周年第周年第周年第周年第周年第周年第周年第周年第周年流动资产应收账款存款现金流动负债应付账款流动资金流动资金本年增加资金筹措项目估算总投资，万元，全都资金由母公司提供。资金使用和管理公司将严格控制财政资金的使用，确保资金安全，专款专用，提高资金使用效益，按照国家和母公司用关规定执行。第七章财务评价评价依据本报告依据国家计划委员会和建设部年颁布的建设项目经济评价方法与参数第二版以及国家现行的财会税务制度，对项目进行财务评价。基本数据计算器的确定项目建设期为年，项目计算期拟定为年，其中笫二年为建设期，第三年开始产生营业收入。营业收入营业税金及附加估算项目营业收入来源为旅游门票收入绿色产品销售收入及相关旅游服务收入。报告估算本项目常年可接待游客万人次，项目运营第年接待游客按万人次，第二年按万人次计，第三年按万人次计，第五年按万人次计，以后每年并年均按万人次计，计算期内不变。绿色产品收入按元亩，平均每年亩计算。依据本项目景观规模及观赏价值，参照附近城市旅游旅游项目收费标准，并考虑周边城市居民的消费水平，综合价位按元人估算。本项目缴纳营业税，其税率为，城市维护建设税按营业税额的，教育费附加按营业税额的计算。详见表。总成本费用估算工资及福利该项目费用按职工总数乘以年工资及福利费指标，丁工资乘以养老保险失业保险医疗保险和住房基金指标，两项合并计算构成。按元人年计矩阵符合正态分布,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