基于DSP和STM32的航姿参考系统设计

近年来,随着MEMS惯性传感器的快速发展,民用领域对姿态测量的使用也越来越广泛,航姿参考系统便显得尤为重要.基于DSP和STM32单片机,采用多传感器数据融合算法进行卡尔曼滤波作为航姿解算单元,设计并完成了航姿参考系统的核心部分.选用SGT320E型三轴多功能转台,在静态和动态环境下进行了数据的分析和验证.结果表明,该航姿参考系统能够满足小型化、低功耗和低成本的航姿系统的设计要求,适用于对精度要求不是很高的民用领域.     

基于MEMS的微型飞行器姿态测量系统

利用三轴加速度计和三轴磁强计,设计了基于MEMS技术的微型飞行器姿态测量系统。系统采用C8051F单片机进行各传感器的数据采集,通过串口通信将采集的信息发送到上位机,用四元数解算算法进行数据融合和姿态解算,将俯仰角,横滚角、航向角等信息在上位机界面上显示出来。     

基于三轴转台的MEMS惯性传感器参数测量方法

运动学参数的可靠与准确测量,对于高精度的MEMS惯性传感器应用于农业作业复杂环境具有重要意义。设计了一种基于SGT320E转台的MEMS惯性传感器运动学参数检测方法。对MEMS惯性传感器的陀螺仪和加速度计进行了固定零偏、标度因数、标度因数非线性、标度因数对称性等参数测量,采用Matlab软件分析试验数据,并将分析后的数据与传感器数据手册上的相关性能指标进行对比,结果表明该方法能够通过误差校正提高MEMS传感器精度。     

基于CPLD的三轴转台姿态信号测量板卡的设计

飞行控制系统半物理仿真中三轴转台姿态信号精确测量是实现闭环飞行控制仿真可靠、稳定运行的关键;文章介绍了一种基于CPLD的三轴转台姿态信号测量板卡,采用原理图和VHDL硬件描述语言完成了CPLD内部逻辑电路的设计;板卡上一片CPLD芯片完成了三轴转台姿态信号的实时测量与数据处理,C8051F005单片机实现与上位机的数据通信和指令的接收;测量数据和上位机指令均采用Modbus协议在RS485总线上传输;在半物理仿真中的实测结果表明:姿态角测量误差小于3″,使用CPLD降低了成本,提高了数据处理速度和计算精度,数据传输稳定。     

基于北斗/iNEMO的航姿测量系统设计

基于北斗接收机和i NEMO惯性传感器模块,设计了一种可用于载体运动姿态方位解算的传感信息采集微系统。针对两个导航单元存在输出数据格式、速率和接口完全不同的问题,采用双CPU+FPGA+Flash的硬件架构,并由两个处理器协同工作完成了多路大容量导航参数的实时采集、处理和存储。同步计数器将北斗输出的1PPS脉冲作为清零信号,同时考虑到i NEMO没有固定的时间参考系,在i NEMO数据中加入北斗时标信息,由硬件逻辑电路实现了子单元数据在整秒时刻的同步。试验验证了北斗1PPS秒脉冲信号的同步偏差不会影响后续滤波的精度,且该模块能稳定地输出带时间标记的三轴加速度、陀螺传感器和磁传感器数据。通过解算可得到载体位置、速度、姿态等信息。该系统体积小、功耗低、鲁棒性好,设备可重复使用,不仅能够满足单一飞航装备测试的要求,还可以结合多传感器信息融合技术,进一步提高多目标导航定位的时空精度。     

远程无线高压核相装置设计

针对电力系统核相试验存在操作复杂、安全隐患大的问题,设计了一种基于过零点检测法的远程无线高压核相装置,由参考端和待测端设备构成。两端设备均由信号采集器和主机组成,利用GPS秒脉冲实现两端数据的同步采集。信号采集器采集测量点电压正向过零点信号,并通过2.4G无线通信实时向本端主机发送,两端主机通过GPRS远程传输数据,待测端主机进行核相运算。该装置可有效提高核相工作安全性,减少核相工作人力资源。     

基于AD7791的磁通门传感器数据采集与存储系统

针对磁通门传感器检测到的多路弱磁信号,设计了一种以AD7791为采集核心的小信号采集系统,解决了6路AD采集的同步问题;以MSP430F5437超低功耗单片机为主控,运用无磁转台测试实验,实现了数据的存储和探头姿态的校正,后采用最小二乘法进行数据修正;经实rt验验证,该采集系统可稳定于野外长时间工作(半年以上),零点稳定度由1.7 nT/h、2.4 nT/h、1.4 nT/h(XYZ三轴)下降到0.2 nT/h、0.31 nT/h、0.23 nT/h,采集精度(参考地磁场49535nT)由49516nT下降到49534nT;有效地降低了系统测量误差,精度明显提高。     

基于DSC与MEMS的微型测姿系统研究

针对当前无人机航姿系统对GPS信息依赖严重的特点,设计了基于MEMS ADIS16405传感器和数字信号处理器（DSC）TMS320F28335的微型惯性测姿系统。以MEMS传感器的角速度、重力加速度、航向信息,建立姿态四元数方程,解算出飞行器姿态。运用扩展卡尔曼滤波方法,消除MEMS陀螺漂移误差。DSC28335的硬件平台实现了四元数扩展卡尔曼滤波算法。转台仿真试验表明,漂移误差能在线最优估计和实时补偿,输出的航姿精度较高。该微型测姿系统具有较高的实用价值。     

基于循环缓冲区的xPC目标串口通信研究

针对半实物仿真中的串口通信要求,提出一种xPC系统下采用CPU中断和软件定时的基于循环缓冲区的串口通信方法,解决了基于S函数的串口模块工作原理设计、硬件中断获取、循环缓冲区设计及参数传递和缓冲区读写操作等关键技术.采用该方法设计了惯性测量单元通信模块,并用三轴转台进行了动态测试,可以实现三路加速度和三路角速率信号的正确...     

一种基于MFC的转台自动测试系统

三轴转台在惯性测量组件和惯性导航系统的性能测试中起到了重要作用,而原先的转台标定实验需要测试人员通过上位机操纵转台运动到指定位置和速率状态,并手动操纵远程计算机采集惯性导航组件的实验数据.采用VC++中的MFC形成远程控制计算机界面,通过远程控制计算机直接控制三轴位置速率转台,并自动采集惯性导航组件的测试数据.经过远程控制计算机与转台形成闭环实验,测试系统可以完成预期目标.