文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
基于DSP的惯性导航系统设计与实现
姓名:徐健
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:王德君
20061201
摘要导航是将载体从起始点引导到目的地的方法。惯性导航系统,不需要外部信息,具有自主性强的特点。为了使泳昧煊蛲乒愕民用领域,有必要设计开发成本低、体积小、性能强的新型捷联式惯性导航系统。论文提出了捷联式惯性导航系统的设计方案。着眼于际酰滦透咝阅芨点式数字信号处理器应用于惯性导航系统,使系统兼具了体积小和运算能力强的特点,为在小型惯性导航系统中实现复杂的导航算法提供了硬件条件。并且,在系统中应用技术,选用目前性价比较高的芯片系列瓜低车挠布缏飞杓聘榛睿δ芨看螅T诓桓谋溆布缏返那榭鱿陆行系统升级提供了可能。另外,模数转换方式不同于常用的逐次逼近法和双斜积分法,而是采用了疐转换的方法,这样系统在同等分辨率的条件下成本更低,抗干扰能力更强,特别适于本系统的多通道模数转换。根据上述方案设计了挠性陀螺伺服电路板、疐变换电路板和数据采集处理电路板。在挠性陀螺伺服电路中使用有源二阶低通滤波电路抑制高频谐波分量的干扰,提高测量的精度。在数据采集处理电路中,使用布枋鲇镅陨杓屏硕嗦芳剖鳎眉数器具有数据缓存单元,允许在计数的同时读取数据。另外,使用芯片进行逻辑控制,通过设计合理的接口关系,协调不同芯片间的工作时序,从而解决了僮控制其它外围芯片较困难的问题,降低了软件设计的难度。设计二级引导程序,解决了远釉爻绦虼肓抗俚奈侍猓浜鲜褂霉咝圆饬坎馐猿绦蚝虵写入程序,使系统能够在上电后自动进行惯性测量测试任务。该论文将际酢际醯刃滦说缱蛹际跤τ糜诠咝缘己较低持校低车募证结果表明,基于高性能慕萘9咝缘己较低衬芄宦阈√寤⒌统杀尽⒏咝阅等要求,基本满足捷联式惯性导航系统的实际应用需求。关键词:捷联惯性导航系统;陀螺仪;数字信号处理器;现场可编程门阵列大连理工大学硕士学位论文
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作者签名:缘整日期:丝焕记独创性说明作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工
似作者签名:礞楹辍月勰日大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定獯罅砉ご笱ПA舨⑾蚬矣泄夭棵呕蚧顾徒谎宦畚牡母从〖偷缱版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论导师签名:大连理工大学硕士研究生学位论文文。
髀惯性导航系统研究背景将载体从起始点引导到目的地的方法称为导航。自古以来,人们一直利用天上的星星迸行导航,特别是利用北极星来确定方向。考古发现,我们的祖先在昵暗墓石器时代就发明了导航方法。当时为了进行狩猎活动,人们利用恒星导航,这就是早期的天文导航方法。随着科学技术的发展,现代的导航还需要为运载体以及载体内其它系统提供精确的导航、定位信息,进一步还可对载体的航向、航迹进行控制,也可实现对载体的动力定位。目前主要的导航技术有地磁导航、天文导航、地文导航、惯性导航、无线电和卫星导航等。惯性技术是一项高难技术,它只被世界上为数不多的几个国家所掌握。发达国家一直将这项技术作为关键技术予以高度重视和大力发展。美国有许多人认为,核动力装置、固体火箭发动机、导弹惯性制导和潜艇惯性制导是美国世纪年代在军事工程技术方面取得的四大成就。惯性技术不仅在战略武器中占有及其重要的地位,而且在战术武器中的应用也日益广泛。例如,年以已研制成功的采用静电陀螺的高精度平台式惯性导航系统就被分别安装在英国和美国的“三叉戟”核潜艇上。另外在民用方面,惯性导航可应用于航空、车辆和船舶的导航与控制,也可应用于火车和集装箱跟踪等。因此,惯性导航系统在军用和民用相关领域获得了广泛应用。惯性导航的理论基础是牛顿力学定律。惯性导航系统通常由惯性测量装置、导航计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪:三个陀螺仪用来测量载体三个转动角运动;三个加速度计用来测量载体三个平移运动的加速度。导航计算机根据测得的加速度计、陀螺仪信号计算出载体的速度、位置和姿态数据。控制显示器显示出各种导航数据。惯性导航系统涉及现代控制理论、计算机控制技术、系统设计理论、材料科学、精密仪器仪表技术等众多学科领域,每一学科取得的突破都会对惯性导航系统带来一定的