高旋弹用惯性测量系统多量程传感器组合设计

由于高旋武器弹药在初始时刻具有高转速和高加速度的特点,使半捷联MEMS惯性测量系统的减旋系统超调大,致使MEMS惯性传感器测得瞬时数据大,超出量程,影响数据分析与解算,提出一种适用于高旋弹用的多量程传感器组合设计,采用多量程的惯性传感器和MIMU组合将弹体各个飞行阶段的数据进行测量;用A/D转换器将其输出的模拟量转换为数字量,通过FPGA模拟通信口接收数据并存储在FLSAH中,实现对半捷联惯性测量系统的实时记录.通过高速飞行仿真转台试验验证:该设计能实时准确采集并存储弹体信息,对常规弹药的制导化具有很大的应用价值.     

基于STM32的四旋翼飞行器姿态解算的研究

分析了四旋翼飞行器的姿态解算原理,提出了一种基于 STM32的姿态测量系统。系统由 STM32F407微控制器和捷联惯性测量组件(IMU)组成。利用四元数描述姿态进行坐标换算,采用多传感器数据融合方案,通过互补滤波算法进行数据融合,获取精确的姿态角,并完成姿态解算。实验结果表明,采用互补滤波算法有效融合了捷联惯性测量组件的传感器数据,实现了四旋翼飞行器的高精度姿态解算。     

半捷联MEMS惯性测量装置数据硬回收系统设计

针对半捷联MEMS惯性测量系统中MIMU所测得的弹体姿态信息需经过滑环传输到信息存储仓,而滑环在传输模拟量的过程中会引进电气噪声等问题,提出一种适用于半捷联MEMS惯性测量装置的数据硬回收系统设计方法。该系统采用ADC将MIMU输出的模拟量转化为数字量,并通过FPGA模拟的串行通信口输出,然后经滑环传输到惯性信息存储仓, 最后通过FPGA模拟串行通信口接收数据并存储到FLASH中,实现对半捷联MEMS惯性测量装置中MIMU数据的实时记录。通过仿真转台试验验证,该系统能够实时地采集并存储弹体姿态信息,且具有采样率高,避免滑环电气噪声等特点。对常规弹药飞行全过程的姿态、位置信息的记录有一定的应用价值。     

基于北斗/iNEMO惯性模块的机器人运动姿态解算方法

基于北斗/iNEMO惯性模块研究了一种组合式机器人运动姿态测量系统和解算方法。设计了以ARM为核心的嵌入式组合姿态解算平台,通过四元数法和卡尔曼滤波技术,对iNEMO惯性组件测量数据进行融合,进而在高动态环境中实时解算出机器人的运动姿态。同时,以北斗接收机输出的1PPS上升沿脉冲作为数据融合的同步信号,并利用其输出的导航信息辅助iNEMO惯性模块实现精对准。测试结果验证了设计方案的可行性和正确性,为机器人姿态解算提供了一种高精度、高稳定性、小体积、低功耗的解决方案。     

基于VS的捷联惯导系统仿真器设计

针对在实验室环境下实时获取飞机真实动态数据难度大的问题,借助飞行控制原理设计了飞机实际的飞行轨迹,并利用飞行轨迹产生的真实数据解算惯导误差及惯导参数,模拟了对惯导系统的动态导航.利用模块化设计思想,建立了捷联惯导系统的仿真轨迹模块、惯性器件参数输入模块、导航参数计算模块、视景仿真模块等,并在Visual Studio 2005开发环境下设计了捷联惯导系统仿真系统.用户界面直观简洁,通用性较强,可以实现人机交互、实时仿真等效果.仿真结果与惯导系统误差特征一致,验证了仿真器所用捷联惯导系统算法的正确性.     

一种小型无人直升机捷联式组合导航系统设计

在基于小型无人直升机空中作业中,不仅需要导航系统提供的精确数据进行飞行控制,还需安装其它设备完成作业.为了减少小型无人直升机的负重,增加飞行时间,机载的导航系统需要高精度、低功耗、微型化的设计,采用微电子机械系统传感器的捷联式惯性导航系统满足了这些要求.然而惯性传感器的漂移会使捷联系统的数学解算产生误差累计,因而需要对惯性导航系统数据进行实时修正.本文设计了一种GPS修正的组合导航系统算法,应用卡尔曼滤波技术,对组合系统的多传感器进行数据融合,既保持了捷联惯导系统的自主性,又消除了累积误差,提高了组合系统的可靠性.上述系统通过在小型无人直升机飞行控制系统中的使用,验证了系统算法的有效性.     

适用于主动式半捷联的伺服电机多级控制调速方法

针对现有捷联式惯性测量技术存在的被测载体在高自旋运动环境下姿态测量精度低的问题,提出了半捷联惯性测量的概念、原理和主动式半捷联惯性测量的实现方法,同时针对主动式半捷联惯性测量系统中对电机转速较高的控制要求,提出了适用于伺服电机速度调节的多级控制策略.通过测速陀螺输出补偿系统、转速复合测量系统、智能修改PID参数系统、高动态响应电机驱动执行系统等具体控制方法的实施,实现了对电机转速的精确控制,有效地抑制了被测载体高自旋对惯性系统姿态测量精度的影响,具有一定的工程应用价值.     

SINS/GPS组合导航系统仿真研究

以某载体的规划航迹数据为对象,针对捷联、卫星组合导航系统(SINS/GPS)进行了仿真研究。由规划航迹数据计算出载体的比力和角速度信息,输入至惯性测量器件模型,模型输出激励捷联解算模块,得到惯导系统输出参数;同时对规划数据添加观测噪声模拟GPS测量值。采用相对简单的基于半位置、半速度误差的误差方程作为状态方程,以松耦合方式进行集中式Kalman滤波,给出了SINS单独工作与SINS/GPS组合得到的半位置、半速度误差分布。对各状态的观测度进行了研究,确定了不可观测的状态并给出了部分状态可观测度的时间分布。仿真结果表明,方法正确有效,可对SINS/GPS组合导航系统进行算法验证和方案性评估。     

基于互补滤波器的四旋翼飞行器姿态解算

针对小型四旋翼飞行器姿态解算这一基本问题,详细分析了姿态解算的过程,提出了其中的难点问题.应用低成本捷联惯性测量单元,设计了一种基于互补滤波器算法的姿态求解器.经过实验验证表明:与目前常用的卡尔曼滤波算法相比,采用互补滤波器算法的求解器能显著降低对处理器速度和精度的要求,有效融合了捷联惯性测量单元的传感器数据,实现了小...     

ADIS16405 IMU在四旋翼飞行器姿态测量的应用

本文针对四旋翼飞行器的姿态测量,利用ADI公司的ADIS16405惯性测量单元(IMU,Inertial measurement unit)测量飞行器的惯性量,然后解算姿态角。本文利用IMU采集数据,由嵌入式系统读取并通过串口发送到PC机上,在MATLAB软件上绘制出采集数据并解算姿态角图像。使用ADIS16405,使系统具有操作方便,精度高,电路简单的优点。     

基于ADS8568的八路数据采集系统设计

为了提高某惯性测量单元的精度,需对其输出信号进行大量采集以建立误差模型.该惯性测量单元不仅包含6路惯性传感器信号(3路陀螺和3路加速度计),还包括两路温度传感器输出以提供温度补偿,所以设计了基于ADS8568的八路数据采集系统.该系统采用AD芯片ADS8568,实现8路模拟信号的同步采集;以FPGA为主控芯片,控制信号的采集存储;以8G bit FLASH为存储芯片,实现大容量数据的实时存储.经实验验证,该采集系统可以正确采集传感器输出数据,采集到的数据正确有效,可用于误差建模的分析,具有一定的工程实用价值.     

微惯性测量组合系统的设计

介绍了一种微惯性测量组合(MIMU)系统的设计方法。该系统由电源模块、数据采集模块和数据处理模块组成。数据采集模块用16位高精度AD和浮点放大器采集MIMU输出信号;数据处理模块采用高速单片机和嵌入式计算机进行数据处理。还介绍了数据采集的软件设计。该系统结构简单,为捷联系统的小型化提供了一种新的思路。经实际应用表明:该系统合理可行。     

地应力监测中定位与姿态数据采集系统设计

针对地应力低频电磁监测中高效数据采集、精准授时和实时定姿定位问题,设计并实现了基于嵌入式的定位与姿态测量模块相结合的实时数据采集系统,以ARM微处理器(S3C6410)和嵌入式Linux作为系统控制核心平台,详细介绍了系统软硬件设计架构,设计并完成定位与姿态测量特征数据提取算法,基于LCD触摸屏和Qt/Embedded进行数据采集处理终端的图形用户界面设计并实现人机交互;另外,系统在完成控制显示等功能的同时能将所需数据实时存储至SD卡,为后续数据分析提供依据。系统联调与外场实验验证表明：该系统能够完成定位与姿态数据的实时采集和处理,数据获取效率较高,有效解决了地应力监测中的实时定姿定位,能够高速、实时、可靠地进行地应力低频电磁监测。     

多通道可重构水声信号采集模块设计

针对水声信号探测系统的需求,设计一种多通道可重构且小体积高集成度的水声信号采集模块。根据性能指标要求和水声信号特点,提出采集模块总体设计方案,硬件方面加入可重构带通滤波器增强采集模块的通用性,采用基于IEEE 1588V2标准的精确时间同步协议方案,提高多模块分布式应用时的系统采集同步精度;开发基于QT的处理机显控软件,实现采集控制与数据实时回看。对采集模块性能进行测试,其结果表明,该水声数据采集模块能够满足设计需求,其已在某声纳工程项目中得到实际应用。     

反坦克弹光纤惯导嵌入式信号采集系统设计与实现

针对战术导弹通用惯性导航系统应用需求设计了一种基于光纤陀螺与石英加速度计传感器的信号同步采集与实时处理硬件系统,完成了方案设计,对各子模块进行了功能划分与指标分配,采用 DSP+FPGA的嵌入式硬件平台架构,实现了三通道电流到频率脉冲的高精度模/数转换,陀螺仪、加速度计敏感的载体三维角运动、线运动测量信号的同步采集与实时处理功能,具有小型化、通用性强的特点,对样机实现的性能指标验证和测试结果符合设计要求。     

两导航模块相对导航的研究

主要研究两个导航模块间的相对导航,并实现了两导航模块间相对位置的实时测量。讨论了不同坐标系下定位结果的互相转换。对导航模块输出数据进行了简要的分析,叙述了在Visual Studio编译环境下利用C#语言编写程序实现对定位数据的提取分析,并对两个模块定位信息处理从而实时计算出两个导航模块的相对位置信息。     

基于互联网的可穿戴脉搏监测系统设计

设计了一种可穿戴式的脉搏监测系统,将互联网应用于健康医疗领域,实现了医院对病人远程实时监测的功能.系统具有体积小、便携、精度高等特点,硬件部分以STM32微处理器为核心,由传感器模块、WiFi模块、电源模块、控制模块和自主设计的网页界面服务器组成,实现脉搏数据的采集、存储、发送、实时监测、报警等功能.经过测试:系统性能稳定,测量精确,实用性强.     

基于双DSP的数据采集控制系统设计

设计了基于TMS320F2812双DSP数据采集与控制系统,两者之间采用高速双口RAM进行通信的方式,大大增加了DSP数据采集能力与处理速度,提高复杂大系统的实时处理与控制能力。其中一个DSP作为主控制器,负责对电网电压、电流的采样、滤波、FFT运算以及实时控制,并将处理得到的结果存储在双口RAM;另一个DSP作为从控制器从双口RAM中得到数据,实现相应的实时控制,人机交互。该设计思路被成功运用到治理电网谐波的智能有源滤波器中,从而大大增加DSP的运算速度与处理能力,由所述系统实验与实用证明,达到了较高控制精度,满足了实时处理要求。     

基于FPGA+DSP的数据采集与实时处理系统的设计

针对数据采集系统的大数据量处理要求,以及系统的实时性问题,提出了一种克服各自劣势,FPGA和DSP相结合的实时数据采集和处理系统。阐述了系统的工作原理及各功能模块的构成,该系统由FPGA模块、DSP模块、采集模块、数据传输模块、电源模块组成,通过对此系统的调试分析,实现了数据的实时采集与处理。该数据采集和处理系统结构灵活、控制简单、可靠性高,具有较大的实用价值。     

基于GPRS和嵌入式Linux的远程图像监控系统

阐述了一种基于GPRs和嵌入式Linux的远程图像监控系统设计和实现方法。该系统主要由嵌入式视频采集终端和监控中心服务器组成。其中,嵌入式视频采集终端主要由摄像头视频采集模块、ARM模块、SIM900模块组成,监控中心服务器可实时监控远程终端的图像。系统软件采用嵌入式Linux,可编程实现图像数据采集、压缩和GPRs模块的网络连接与传输。