精密温控在光纤陀螺仪中的研究与应用

发布时间：2017-03-18 02:06

  本文关键词：精密温控在光纤陀螺仪中的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光纤陀螺的检测性能具有温度依赖性。外界环境温度的变动，会导致光纤陀螺零点位置的漂移和标度因子的不稳定，从而降低了光纤陀螺的检测精度。由于构成光纤陀螺的核心部件对温度都比较敏感，温度已经成为光纤陀螺迈向工程化所面临的难题之一。本文以实际工程为背景，对光纤陀螺温度场进行了建模并且完成了基于DSP的多路温度控制系统的软硬件设计。 论文首先介绍了光纤陀螺的基本原理，给出了光纤陀螺在受到加热条件下其温度场的数学模型，并给出了系统的仿真结果。本文重点完成了多路温度控制系统的硬件、软件设计。系统的硬件设计共分为以下三个部分。温度信号的采样和放大、功率放大电路、DSP处理器为主体及各种外围接口器件的设计，外围接口电路主要包括：DSP与A／D和D／A接口电路的设计、译码电路、引导装载程序系统、复位电路等。 在系统硬件电路板的基础上，系统的软件设计以TMS320VC5402的汇编语言和C语为工具，编写了用于程序引导装载的BOOT文件，，实现了DSP与D／A以及DSP与A/D接口软件的设计，最后软件还实现了多路温度的控制算法。 根据本系统特点在设计中，对光纤陀螺采用的多级、多路分区域和分段控制的设计思想，对光纤陀螺温度场的建模和仿真试验，在硬件实现多路温度控制以及对数据解算上，都具备了一定的创新意义。 在实验中系统工作稳定。实验表明系统具有很快的工作速度和精确的控制精度，为工程应用奠定了良好的基础。
【关键词】：光纤陀螺 多路温度控制系统 数字信号处理器
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：V241.5
【目录】：

• 第1章 绪论9-13
• 1.1 光纤陀螺的国内外发展动态9-10
• 1.2 光纤陀螺温度噪声的研究10-11
• 1.3 数字信号处理器的发展11-12
• 1.4 论文的主要工作12-13
• 第2章 光纤陀螺的原理及其温度噪声的分析13-22
• 2.1 光纤陀螺的工作原理13-16
• 2.2 光纤陀螺的温度噪声的分析16-21
• 2.2.1 环境温度变化对光源的影响16-18
• 2.2.2 光纤环温度不均匀性对光纤陀螺精度的影响18-20
• 2.2.3 环境温度对Y波导的影响20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 温度控制方案的设计22-39
• 3.1 温度控制方案设计22-26
• 3.1.1 温控方案的比较22-24
• 3.1.2 分级控制24
• 3.1.3 多路分区域控制24-25
• 3.1.4 分断控制25-26
• 3.2 传热学的理论基础及系统仿真26-38
• 3.2.1 导热26
• 3.2.2 对流26-27
• 3.2.3 热辐射27-28
• 3.2.4 系统建模28-35
• 3.2.5 系统仿真35-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 系统板的硬件设计39-57
• 4.1 引言39-40
• 4.2 系统板的整体方案设计40-41
• 4.3 系统各部分电路的设计41-56
• 4.3.1 温度信号的采样和放大41-43
• 4.3.2 接口电路的设计43-53
• 4.3.3 功率放大电路的设计53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 系统软件的设计及试验结果57-75
• 5.1 BOOTLOAD软件的设计57-63
• 5.1.1 BOOTLOAD方式的选择57-59
• 5.1.2 BOOT表的结构59-61
• 5.1.3 目标文件的格式转化61-63
• 5.2 DSP与接口的程序设计63-68
• 5.2.1 DSP与A／D的接口程序设计64-67
• 5.2.2 DSP与D／A的接口程序设计67-68
• 5.3 控制算法程序的编写68-72
• 5.3.1 VC5402的C语言规则69-70
• 5.3.2 VC5402混合编程70
• 5.3.3 PID控制器程序的编写70-72
• 5.4 实验结果72-74
• 5.5 本章小结74-75
• 结论75-76
• 参考文献76-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果79-80
• 致谢80

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 何丽芳;光纤陀螺温度控制及补偿技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 罗立成;光纤陀螺精密温度控制系统的设计及其研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 谭志刚;光纤陀螺捷联惯导系统硬件电路研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

4 黄晓生;饮料混合机控制系统研究与改进[D];广东工业大学;2005年

5 张成;光纤陀螺组合导航数字信号处理系统研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

6 毛泽安;基于DSP和FPGA的光纤陀螺捷联惯导系统的硬件电路研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

7 梁辉;基于DSP的光纤陀螺捷联惯导系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年

8 杨枭;光纤陀螺捷联导航数据处理系统软硬件设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2007年

9 田酉牧;光纤陀螺温度漂移与补偿方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

10 房希睿;舰载捷联惯性导航系统平台虚拟仿真实验环境的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2012年

  本文关键词：精密温控在光纤陀螺仪中的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：253779