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倒立摆系统姿态状态是一个强耦合的多阶非线性系统。在使用传统的加速度传感器获取数据的基础上，使用卡尔曼滤波的方法，将加速度传感器数据和陀螺仪数据进行融合，以Freescale Cortex_M4内核单片机为核心的惯性测量单元进行试验。卡尔曼滤波器将姿态信息作为系统状态变量进行实时估算滤掉噪声。并且通过实验．观察倒立摆系统实际运行状态，证明了卡尔曼滤波具有良好的动态跟踪能力和抗噪声能力。