文档介绍：摘要在惯性导航系统中,捷联式惯性导航系统以其体积小、成本低和可靠性高等优点正速度、精度、体积等各方面的因素,并通过⒋藕较蚣频刃畔⑷诤辖徊教岣叩己等几部分组成。其中,是整个数据采集部分的核心,其主要功能包括:实现了控制逻辑和时序生成;配置了寄存器,缓冲了隓之间的转换数据;扩展了串口,以实现系统的外部信息接口。在完成电路设计的基础上,对各功能模块进行了全面的半实物仿真,验证了系统方案及各主要功能模块的可行性。论文简述了惯性导航系统的应用背景及发展状况,介绍了捷联惯导系统的基本原理,设计了基于疐慕萘9叩枷低撤桨福迪至讼低掣鞑糠钟布缏芬约癋功能模块,并通过搭建硬件验证平台和利用第三方仿真软件,对传感器的性能以及够满足应用的要求,并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的优势。关键词:捷联惯导系统;数据采集;籉籑逐步取代平台式惯性导航系统,成为惯性导航系统的发展趋势。为了适应捷联惯性导航系统小型化、低成本和高性能的发展方向,本文设计了与相结合的系统方案:系统采用器件和高性能~,;黄鞴钩晒咝孕藕检测单元,进行控制,瓿傻己郊扑恪7桨缸酆峡悸橇讼低吵杀尽⒓扑精度。数据采集是捷联惯导系统设计的关键,本文数据采集由信号调理、疍转换和各功能模块进行了较全面的验证和仿真。结果表明:基于黀的捷联惯导系统能大连理工大学硕士学位论文
的珼劬胢觚面咖基于鯣慕萘9咝缘己较低成杓册怕齝吼甶缸职丽弘“,盟篠籇疐瑂鷇:,血,也嬲琣,:痩郚疍.,琣瑂琣/,篴,ⅱ鬳琫订让—;
绪论惯性导航系统的研究背景,的理论基础是牛顿力学定律一惯导航是一个技术门类的总称,它是引导飞机、船舶、车辆等载体安全、准确地沿着助其它外界信息,如惯性导航。非自主式导航,通过载体与有关的地面或空中设性定律【。它是利用惯性敏感器件、基准方向和初始的位置信息来确定载体的位置、速度和姿态的自主式导航系统。惯性导航系统通常由惯性测量单元、导航计算机、控制显的加速度和角速度信息。导航计算机接收测得的惯性信息,经过导航算法解算,计算出载体的位置、速度和姿态等信息。控制显示单元负责显示计算出的导航信息。惯性导航系统完全依靠载体自身的设备进行导航,不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量。按惯性测量装置在载体上的安装方式,可以将惯性导航系统分为平台式惯性导航系统和捷联式惯性导航系统【俊F教ㄊ焦咝缘己较低简称平台惯导系统墙ü咝圆饬器件安装在实体惯性平台上,惯性平台一般采用跟踪地理坐标系作为参考系,即当地水平平台式惯性导航系统。由于采用了复杂的“机械平台”,其制造和维护成本较高,体积、质量较大,可靠性不高。捷联式惯性导航系统虺莆=萘9叩枷低是把加速度算机上运行的程序代替,所以也称捷联式惯导系统采用的是“数学平台】。计算机软件所实现的“数学平台”取代了复杂的机械平台,大大简化了系统结构,给系统带来许多优点:首先,整个系统的体积和成本大大降低;第二,惯性仪表便于安装、维护和更换;第三,能够提供更多的导航和制导信息;第四,惯性仪表便于采用余度配置,提高选定的路线,到达目的地的一种手段,它所需要的最基本的参数是载体的即时位置、速度和姿态【俊5己酱筇迳峡梢苑殖闪嚼啵鹤灾魇降己剑迷靥迳系纳璞傅己剑唤备相配合导航,如卫星导航。惯性导航系统示单元等组成。惯性测量单元一般由加速度计和陀螺仪组成,用于测量载体各个方向上因此,它具有隐蔽性、全天候等优点,被广泛应用于航天、航空、航海和许多民用领域,成为目前各种航行体上应用的一种主要导航设备。计和陀螺仪直接固定在载体上,通过姿态矩阵,将载体坐标系轴向加速度信息变换到导航坐标系轴向,进而可以进行导航参数计算。在捷联惯导系统中,平台的作用被导航计系统性能和可靠性。由于捷联惯导系统具有的一系列优点,它正在逐步取代平台惯导系统。大连理工大学硕士学位论文
集成了内部椭薜却娲⑵鳌⒎岣坏亩丝谧试础⒅苯哟娲⑵鞣梦士刂破惯性导航系统的发展状况年由安修茨捷联惯导系统的导航平台是由处理器的软件实现的,这就要求处理器有足够高的速高。哂兴俣瓤臁⒕ǘ雀摺⑻寤⒊杀镜汀⒖煽啃愿咭约翱垢扇拍芰η康扔诺悖合理的应用高性能的梢约铀俟咝缘己较低车姆⒄顾俣龋岣吖咝缘己较低车男优越的扩展接口、逻辑控制和数字信号处理能力,使其成为低持胁豢珊鍪拥男惯性导航是一门涉及精密机械、计算机技术、微电子、光学、自动控制、材料等多种学科和领域的综合技术【俊Sτ眯枨蟮脑龀な堑己郊际跬卣剐路较虻脑炊Γ执技的蓬勃发展支撑着惯性传感器技术的不断进步,推动着惯性导航技术应用于更宽广的导航系统中不可或缺的重要传感器件,它的发展代表了惯性导航系统的发展概况。.研制出世界上第一台摆式陀螺罗经。从此,惯性仪表在运动物体上测量方位的设想便得以实现。世纪年代,液浮速率陀螺问世,并在海军舰艇的火炮控制系统上取得很好的效果。年