基于微加速度计的倾斜角测量系统的设计与实现

发布时间：2017-06-10 15:02

  本文关键词：基于微加速度计的倾斜角测量系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：天线对准技术和对准装置对现代化通讯具有非常重要的意义,倾斜角参数测量在天线对准中必不可少。倾斜角参数的测量精度对天线对准完成的快速和准确两方面都起到至关重要的作用,因此如何提高倾斜角测量精度是天线对准装置研究的一个关键技术。文中设计了一种基于微加速度计、处理器的具有较高精度数字化输出的倾斜角测量系统。首先分析和研究了利用微加速度计测量倾斜角的原理,重点研究了差动电容式加速度计倾角测量的物理模型和数学模型。其次针对系统的构成,详细研究和设计了电源单元、敏感单元、模数转换电路、处理器以及接口等系统硬件电路。然后根据硬件平台特点,设计了倾斜角测量系统内部软件的详细工作流程,分析了几种数字信号处理方法,采用数字滤波算法进行信号处理。最后构建了测试平台,对倾斜角进行了测试。研究了误差曲线拟合的理论和方法,通过软件修正解决系统输出非线性问题。改善了输出特性并进行了误差分析。本文成功实现了基于微加速度计的倾斜角测量系统,系统输出误差小,精度指标满足使用要求,为进一步产品研发奠定了技术基础,技术上为天线对准平台研发关键部件提供了的保障。
【关键词】：倾斜角 测量系统 数字信号处理 软件修正
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820;TH824.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景8
• 1.2 国内外发展现状8-13
• 1.3 研究的目的和意义13-14
• 1.4 论文研究的内容14-15
• 第2章 倾斜角测量原理15-24
• 2.1 加速度计工作原理15-18
• 2.1.1 理论基础15-16
• 2.1.2 力学模型16-17
• 2.1.3 数学模型17-18
• 2.2 电容式加速度计18-20
• 2.2.1 基本工作原理18-19
• 2.2.2 变间隙型加速度计19
• 2.2.3 差动电容原理19-20
• 2.3 倾斜角测量原理20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 测量系统电路设计24-39
• 3.1 系统硬件电路工作原理24-25
• 3.2 电源电路设计25-28
• 3.3 信号采集电路设计28-32
• 3.3.1 加速度计28-29
• 3.3.2 信号采集电路29-30
• 3.3.3 信号预处理30-32
• 3.4 信号转换电路32-35
• 3.5 处理器电路35-37
• 3.6 接口电路37-38
• 3.6.1 JTAG接口电路37
• 3.6.2 RS485接口电路37-38
• 3.6.3 温度传感器接口电路38
• 3.7 本章小结38-39
• 第4章 倾斜角测量系统软件设计39-52
• 4.1 软件工作流程39-43
• 4.2 外围电路软件接口设计43-46
• 4.2.1 模数转换器软件接口43-45
• 4.2.2 温度电路软件接口45-46
• 4.3 信号的处理和滤波器设计46-51
• 4.3.1 数字滤波器处理47-48
• 4.3.2 信号处理仿真48-50
• 4.3.3 信号处理和计算的软件实现50-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 倾斜角测量系统测试与分析52-60
• 5.1 系统测试平台52-53
• 5.2 非线性数字补偿53-55
• 5.3 测试数据及误差分析55-58
• 5.4 本章小结58-60
• 结论60-61
• 参考文献61-67
• 致谢67-68
• 个人简历68

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