文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
微惯性组合系统设计与研究
姓名:于俊杰
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:袁赣南
20070201
摘要微惯性传感器,自诞生以来由于具有体积小、重量轻、成本低、功耗小和可靠性高、易于实现数字化和智能化等突出优点获得了广泛应用。捷联式惯导系统本身具有鲜明的特点,采用微传感器件后的捷联惯导系统优势更加突出。本文以实际工程为背景,完成了微惯性组合系统的软硬件设计。论文首先介绍了微惯性组合系统的构成及工作原理,给出了系统设计的理论基础,完成了总体设计方案。本文重点完成了该系统信号采集电路硬件及部分软件设计,信号采集电路硬件共分为以下几个部分:中低精度陀螺与加速度计数据采集处理电路、温度数据采集电路、外部通讯接口电路及引导程序装载电路等。在系统硬件电路设计的基础上,以汇编语言和镅晕9ぞ撸编写了用于程序引导转载的文件,软件实现了数据传输控制及捷联算根据微惯性组合系统的特点,运用新型疍芯片中断方式采集多路数据,以定时方式进行数据解算,采用一片芯片实现所有外围电路的设计,这种硬件设计软件化的方法,使设计简单灵活,系统结构紧凑,具有一定的创在系统调试及测试过程中,系统软硬件工作稳定可靠,实现了多路信号法。新意义。采集功能,为工程实际应用奠定了良好的基础。关键词:微惯性;捷联惯导系统;硬件电路设计;哈尔滨程大学硕士学位论文
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垒玉叁:生期:川年多月哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者┳:
第滦髀引言微惯性器件惯性技术是以牛顿惯性定律为基础,用以实现运动物体姿态和航迹控制的一项工程技术。一般来说,惯性技术是惯性导航技术、惯性制导技术、惯性测量技术、惯性器件、惯性系统与元件测试技术的总称。而惯性器件是惯性技术的关键技术之一。世纪年代的惯性器件,如陀螺,已经能满足大多数军用航天器、地面车辆等的导航、制导、稳定要求。但是由于其高速转子存在质量不平衡等问题,惯性器件容易受加速度的影响,因此无高速转子装置的研制一直是人们关心的问题。另外,随着作战平台和武器系统的不断发展,其惯性导航系统、惯性制导系统及平台稳定系统对惯性元件与测量装置提出了更高的要求,即减少系统的体积、质量、功耗,采购费用,增加可靠性,降低维修费,即微机电系统际醯难该头⒄勾俳烁骼辔⑿痛ǜ衅鞯难芯俊N惯性器件饕V肝⒓铀俣燃坪臀⑼勇菀是一类典型的微传感器,是惯特点:寤⒅亓壳幔篗⒐咝云骷酶咂嫡穸脑砉ぷ鳎彝过半导体加工工艺制作,因而整个芯片不仅体积微小,而且重量非常轻;微加工工艺在一片⒋缁英寸的硅片上可以制作成百上千个微惯性器件,当采用成熟的工艺大批量生产时,成品率很高,单个器件的成本微不足道;这时,微惯性仪表的成本将主要取决于封装、测试和。而当器件实现真正意义上实现机电一体化时,其成本将会大大降低;用,从而减少其寿命周期成本。这促进了微惯性器件及微惯性技术的发展。性器件的一个重要分支。与传统的惯性器件相比,微惯性器件主要具有以下杀镜停篗捎美嗨萍傻缏纳ひ蘸图庸す蹋霉哈尔滨下程大学硕士学位论文
煽啃院茫嚎煽啃缘奶岣咴从谌龇矫妫皇枪ぷ魇倜ぁ⒖钩寤鳎甚至可以承受陨系某寤鳎欢且蛭F涮寤⒅亓壳帷⒊杀镜停特别适合于采用冗余配置方案,使可靠性得到进一步提高;三是集成度高,可将惯性器件和电子线路集成在同一芯片上减少了干扰,提高了可靠性;牡停何⒐咝云骷寤⒅亓壳幔械幕箍梢怨ぷ髟谡婵兆刺子谑只椭悄芑何⒐咝云骷梢宰龀善德适涑鲂问剑芏允出信号进行全数字处理,消除了因騐/浠欢氲奈蟛睿币脖饬糠段Т螅憾杂诖车募铀俣燃贫裕捎谄浼觳庵柿拷洗螅宜测量高募铀俣龋鳰⒓铀俣燃萍觳庵柿亢苄。梢杂美唇懈遟的测量。对于一般的转子陀螺仪,由于动量矩较大,测量范围受到力矩器等正是基于上述特点,微惯性器件为传统惯性器件开辟了新的应用领域。于战术导弹、制导炮弹系统与汽车导航系统之中,并可以通过与己降绕它导航方式的组合工作方式提高导航性能。这种组合导航工作方式已经成为近几年来,随着各个领域技术的不断发展,微惯性传感器正在成为两用惯性技术领域里的一颗新星,这既符合当今世界各国政府大力缩减国防预算、今世界除美国外,西欧各国以及日本、韩国和我国台湾省,都在积极开展包括微惯性传感器在内的研究,我国在这方面的研制工作尚处于起步阶段,目前的研究力量主要集中在清华大学、东南大学、北京大学、北京理工大学