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    摘要：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控制能力的典型装置。两轮自平衡小车作为倒置系统的一种形式，是动力学理论和自动控制理论与技术相结合的研究项目，为科学理论的发展起到了指导作用，是移动机器人中的一个重要领域。本文主要研究了两轮自平衡小车的系统组成 ， 建立了两轮自平衡小车的运动数学模型 。研究了航姿参考系统 ChR-6dm 芯片的使用，通过使用 RS232 串口编程来实现该芯片与计算机的通讯来获得小车的姿态参数。研究了卡尔曼滤波，应用卡尔曼滤波算法对通过 ChR-6dm 芯片获得的小车姿态参数进行方向估计。9886
    关键词 两轮自平衡小车 数学建模 卡尔曼滤波 航姿参考系统Title Title Title Title The Mathematical Modeling and Simulation Self-balancing
    Two-wheeled Vehicle
    Abstract Abstract Abstract Abstract
    The self-balancing two-wheeled vehicle is a highly unstable two-wheeled
    robots,Which is a mutil-variables ,nonlinear,stong coupling system.It is
    a typical device which test the capacity of a variety of control menthods.
    The self-balancing two-wheeled vehicle is a class of inverted systems.
    It is combins Kinetic theory and automatic control theory ,which plays a
    guiding role in the development of scientific theory .It is an import area
    of mobile robot.We reaches how to build the self-balancing two-wheeled
    vehicle,create the motion mathematical model of the self-balancing
    two-wheeled vehicle in this paper. We study how to use a ChR-6dm and make
    a computer communiate with a ChR-6dm by the RS232.So we can get the
    attitude parameters of self-balancing two-wheeled vehicle.We research the
    EKF and estimate the orientation of the self-balancing two-wheeled
    vehicle.
    Key words a self-balancing two-wheeled vehicle m athematical modeling
    EKF AHRS目 次
    引言  1
    1 两轮自平衡小车的起源和发展及目前国内外的发展情况  1
    .11 两轮自平衡小车的起源和发展  1
    .12 两轮自平衡小车在国外的发展   1
    .13 两轮自平衡小车在国内的发展  3
    . 2 两轮自平衡小车的研究意义  3
    . 3 本文所做的主要工作  4
    两轮自平衡小车的传感器单元    4
    .1 ChR-6dm 的说明及使用    5
    . 1 . 2 C h R - 6 d m 使用    5
    . 2 小结    8
    扩展卡尔曼滤波器  8
    . 1 方 向的参数化表示                      8
    . 2 扩展卡尔曼滤波算法的简介  9
    .3 基于扩展卡尔曼滤波的欧拉角  15
    . 4 问题的提出和解决法案  1 7
    应用传感器芯片 ChR-6dm 对小车的姿态进行观测  19
    结论  23
    致谢  23
    参考文献  241 1 1 1 引言引言引言引言
    本章主要介绍了两轮自平衡小车的起源和发展，简要的阐述了两轮自平衡小车
    目前在国内外的发展情况 ， 说明了两轮自平衡小车的研究意义 。 本章最后提出了本论
    文主要研究的内容和所做的主要工作。
    1 1 1 1 ． ． ． ． 1 1 1 1 两轮自平衡小车的起源和发展及目前国内外的发展情况 两轮自平衡小车的起源和发展及目前国内外的发展情况 两轮自平衡小车的起源和发展及目前国内外的发展情况 两轮自平衡小车的起源和发展及目前国内外的发展情况
    1.1.1 两轮自平衡小车的起源和发展
    机器人技术是一种面向未来的现代化技术 ， 也是一项涉及材料学科 、 计算机技术 、
    控制技术 、 通讯技术 、 传感技术 、 微电子技术 、 通讯技术 、 人工智能技术 、 数学方法
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