高动态环境下的微航姿参考系统研究

发布时间：2021-12-23 13:25

　　微航姿参考系统是一种基于多轴向惯性传感器来实现精确稳定的航姿信息测量系统,被广泛的应用于飞行器、车载控制等需要三维姿态信息的领域中,其中包含微机电系统（Micro Electro Mechanical System,MEMS）的传感器因体积小、功耗低、抗冲击强等优点,应用前景广泛。但MEMS陀螺仪频带宽度、器件误差以及刚体转动的不可交换性导致高动态环境下姿态测量误差的产生,而高动态环境下姿态解算算法的精度又与系统的姿态更新频率成正比。因此,设计一种快速数据运算能力的微航姿参考系统,并在高动态环境下研究MEMS陀螺仪误差特性和姿态更新算法具有重要意义和工程实现价值。首先,本文以数字信号处理器（Digital Signal Processor,DSP）和现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）架构下的组合处理器对微航姿参考系统进行硬件设计,将DSP作为系统的主处理器,并选取FPGA协助DSP的工作模式。在该模式下,DSP专注于姿态解算,这样可以缩短单位姿态更新时间,进而提高姿态解算精度,为研究高动态环境下的姿态更新算法奠定了硬件基础。其次,针... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国外典型的微航姿参考系统

重庆邮电大学硕士学位论文第3章微航姿参考系统硬件设计27图3.9微航姿参考系统硬件平台对于硬件平台能否正确读到传感器数据的测试，本课题采用DSP的集成开发环境CCS(CodeComposerStudio,CCS)进行在线仿真，如图3.10所示。图3.10debug方式进行在线仿真对于硬件平台能否将读取到的传感器数据发送到上位机，本课题将硬件平台输出的数据通过串口转USB接口连接到实验室自主研发的上位机上，通过配置上位机，测试能否正确接收数据，其示意图如图3.11所示。图3.11上位机界面

重庆邮电大学硕士学位论文第3章微航姿参考系统硬件设计27图3.9微航姿参考系统硬件平台对于硬件平台能否正确读到传感器数据的测试，本课题采用DSP的集成开发环境CCS(CodeComposerStudio,CCS)进行在线仿真，如图3.10所示。图3.10debug方式进行在线仿真对于硬件平台能否将读取到的传感器数据发送到上位机，本课题将硬件平台输出的数据通过串口转USB接口连接到实验室自主研发的上位机上，通过配置上位机，测试能否正确接收数据，其示意图如图3.11所示。图3.11上位机界面

【参考文献】：
期刊论文
[1]弹载SINS/GPS组合导航系统数据采集与同步设计[J]. 高宁,李杰,胡陈君,高诗尧.  中北大学学报(自然科学版). 2020(01)
[2]微小型制导弹药姿态解算方法仿真研究[J]. 赵春博,范军芳,刘宁.  系统仿真学报. 2019(12)
[3]高精度捷联惯导姿态算法的性能分析[J]. 徐志浩,周召发,徐梓皓,常振军,郭琦.  电光与控制. 2019(07)
[4]一种圆锥运动条件下的等效旋转矢量算法研究[J]. 王文举,刘生攀.  导航定位与授时. 2019(02)
[5]一种高精度MEMS陀螺仪g值敏感系数误差的标定方法[J]. 周彬,赵万良,石然,马吉雨,付伟平.  导航与控制. 2018(05)
[6]一种高动态环境巡飞器姿态快速解算算法研究[J]. 王梦龙,王洋,王华.  中北大学学报(自然科学版). 2018(01)
[7]基于毕卡迭代的捷联姿态更新精确数值解法[J]. 严恭敏,翁浚,杨小康,秦永元.  宇航学报. 2017(12)
[8]惯性测量系统安装误差分析与补偿[J]. 邹姗蓉,李杰,车晓蕊.  电子器件. 2017(04)
[9]一种求解姿态不可交换误差补偿系数的通用方法[J]. 严恭敏,杨小康,翁浚,秦永元.  宇航学报. 2017(07)
[10]捷联姿态计算中方向余弦与四元数法分析比较[J]. 尹剑,陈红,杨萌,黄皓.  四川兵工学报. 2015(09)

硕士论文
[1]机载多信息融合MEMS航姿系统关键技术研究[D]. 曹阳.南京航空航天大学 2018
[2]GNSS/MIMU组合导航中微陀螺g敏感性误差分析与补偿方法研究[D]. 范晨.国防科学技术大学 2013



本文编号：3548561