高精度石英加速度计采集电路设计

从高精度捷联惯导系统加速度计信号采集需求出发,设计了一种高精度、低功耗、小型化的加速度计信号采集方案,采用数字补偿方案对转换电路的零位和标度因数温度系数进行了补偿校准,补偿后其全温指标提高了一个数量级.经实际电路测试验证,其在-55℃～+85℃温度范围内的标度因数全温变化小于0.5 ppm/℃,全温零位小于10μg,标度因数年重复性达到10 ppm,电路常温功耗仅为1.8 W,测试结果表明该电路方案满足高精度捷联惯导系统应用需求.     

捷联式惯导系统中加速度计的数据采集

详细分析研究了加速度计的数据采集方法,采用大规模可编程门阵列(FPGA)实现可编程高精度A/D转换器的初始化和数据读取,提高了系统的集成度和稳定性,实现了捷联惯导系统数据的快速采集,数据采集精度为2×10-5gn。     

高精度石英加速度计自适应采集系统设计

为了保证高精度石英加速度计输出精度,采用将加速度计输出分段的方式设计了一个高精度数据采集电路;首先,通过切换采样电阻对不同输出段信号进行采样;其次,设计了低通滤波器进行滤波;然后,进行了包括跨阻放大、低通滤波器、电源的详细电路设计以及关键元器件的选择;最后,进行仿真实验验证;结果显示该方法既充分利用A/D芯片的量程,保证精度,又能满足宽量程要求;采集电路最低精度在±8×10-5g以内,最高精度在±10-5g以内,满足高精度惯性导航的需要。     

多通道捷联惯组数据采集系统

作为惯性导航的重要组件,惯性器件通常由陀螺仪和加速度计组成．为完成对其性能的评价,需要研制专门的数据采集系统来实现对其的测试工作．传统的惯组数据采集由于体积庞大,技术更新困难,可靠性差等方面的原因,越来越难于满足当前的测试需要．随着FPGA技术的快速发展,使得惯组数据采集系统越来越小型化和简单化．通过选用XILINX公司的XC3S1000—4FT256I芯片,实现了将惯组输出的陀螺仪脉冲信号、加速度计脉冲信号和温度传感器信号直接输入给FPGA进行处理,完成了脉冲数据的采集．经过在两轴转台上的实际应用,通过对大量测试数据的比对与分析,发现用本系统测试的惯组数据,其稳定性指标与传统方法相比,提高了近1σ．     

基于谐波分析的捷联惯导系统加速度计组件标定技术

惯性器件误差是影响捷联惯性导航系统(SINS)精度的主要原因之一,任何由加速度计和陀螺构建的SINS在使用之前都须进行精确标校,以建立起惯性器件静态误差补偿模型。首先根据三轴加速度计组件的输出建立起加速度计输出模型;然后利用三角谐波的正交特性,设计了1 g重力场下的多位置转台翻滚试验,分离出加速度计组件的各项静态误差系数的解析表达式;最后,分析了由基准误差引入的参数标定误差。利用双轴位置转台对标定方法进行验证,结果证明此方法能够有效标定出三轴加速度计组件的刻度因数、交叉耦合系数和零位偏置,满足系统设计指标要求。     

次声信号采集系统的设计与实现

为解决目前无民用次声信号采集装置的问题,研制了一种可以满足民用且成本较低的次声采集系统,前端使用专业次声传感器采集次声信号,经过调理电路、A／D转换等电路,实现次声信号的采集,并在PC机上进行实时波形显示、数据存储以及分析。     

矿用远程信号采集控制器的设计与实现

本文设计了集成了信号采集与远程传输为一体的矿用信号采集控制器,介绍了其工作原理及硬件和软件的实现。具体阐述了信号传输电路和AD转换电路。并将其应用于山西省晋城煤矿,采集现场数据进行分析可得出结论：该控制器保证了传输的低误差和非常小的信号衰减,达到了国家要求的各项指标,在实际应用中取得了良好的效果。     

X光信号采集模块的设计与实现

本文设计了一种X光信号采集模块。在给出了信号采集模块设计方案基础上,设计了信号采集模块的硬件电路,包括信号调理电路、A/D转换电路,制作了电路板,并进行了实验与调试。本文所设计的信号采集模块能够实现X光信号的高速采集功能。该高速X光信号采集模块能够用于物流中货物和生产线中高速运行产品的无损检测,具有较高的应用价值。     

具有Windows界面的信号采集与分析系统的设计与实现

本文介绍了一种具有Ｗｉｎｄｏｗｓ界面的微机信号采集与分析系统的组成、功能和软件设计方法。重点介绍了在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下如何通过调用ＤＯＳ应用程序实现信号的实时采集和多路示波。     

基于低成本微机械惯性测量元件的捷联惯性导航系统

随着智能技术和微电子技术的迅猛发展,以及MEMS运动传感器带来的创新,使国内外的工程师认识到捷联惯导系统应用到人体运动测量领域的重要意义,为运动员、消防员、警察和急救队员的训练提供了有利帮助.首先介绍了捷联惯性导航系统的工作原理,之后详细介绍了捷联惯导系统的硬件组成,并且在Matlab中验证其算法的可行性.为了实现快速开发,再建立Simulink模型,通过Simulink的自动生成转换成嵌入式的C代码,移动到微控制器中.最后连接到显示装置上,实现输出.     

光纤陀螺捷联惯导系统中数据采集单元的设计与实现

研究了光纤陀螺捷联惯性导航系统中数据采集单元的设计与实现,系统选用Intel 80C196KC单片机作为系统MCU,利用串口扩展芯片TL16C554实现对三路光纤陀螺信号的数据采集;采用16位高精度模数转换器AD676完成对加速度计信号的数据采集;论文给出了软硬件的实现方案和试验结果;试验结果表明该数据采集装置单元,满足系统的性能要求,有较强的实用价值。     

捷联式惯性导航仪设计

针对惯性导航系统成本较高精度低无法广泛使用,设计了一种新型的自主式微惯性导航系统,采用DSP作为导航解算和控制的核心处理器。导航解算算法利用四元数理论进行编写,进而确定载体的速度、位置和姿态。实验结果表明,相对数值误差为10．4％,测试相对误差为10．3％,计算时间为40us。系统大大降低仪器的重量、成本、体积,具有广阔的市场应用前景。     

基于DSP的捷联惯导数据采集系统设计

针对捷联惯导系统对于精度和实时性等要求,介绍了基于DSP的捷联惯导数据采集系统的构成及技术实现.采用高速的DSP和CPLD设计了捷联惯导数据采集系统的硬件电路,实现了惯性器件信息的快速采集及其处理,从而满足复杂算法对于处理速度的要求,同时也提高了系统的集成度,实现了系统设计的小型化;设计了串行通信和显示模块,用于数据的交换以及实时显示;分析了系统硬件电路设计过程中可能存在的噪声干扰,并给出了相应的抑制方法.实验结果表明,各项指标均已达到了设计时的要求.     

捷联惯导计算机设计

介绍了捷联惯导计算机系统的研制，整个系统是以高速数字信号处理单片机TMS320C25为核心的单CPU结构的计算机系统，用16位高精度AD676芯片实现惯性组件输出的模拟量信号的A／D转换，并采用FIFO存储器实现8位数字输出，整个系统具有结构简单、可靠性高等特点。     

面向对象设计在捷联惯导算法仿真中的应用

针对捷联惯导系统（SINS）的算法设计,介绍了SINS的姿态、速度和位置基本微分方程组;以解捷联惯导一阶微分方程组的算法仿真为例,提出了基于面向对象程序设计中类的概念和运算符重载的功能,设计了捷联惯导算法的四阶龙格-库塔数值解法;该设计为工程实现中直接求解含标量、向量和矩阵等混合形式的一阶微分方程组的数值解提供了一定的参考价值;仿真结果表明：即使对恶劣的纯锥运动,该算法精度也很高。     

游移方位捷联惯导系统软件测试与仿真

用C语言实现了游移方位捷联惯导系统的实时软件仿真;分别以圆球和参考旋转椭球体作为地球模型进行导航参数计算;用圆球模型下的飞行轨迹数据对圆球模型,椭球模型,加惯性元件误差的椭球模型下的捷联惯导系统导航参数进行测试;提出将速度通道和高度通道联立求解的方法.以提高速度,高度计算的准确性;并解决了导航参数解算中出现的计算周期同步问题;分析了误差来源,比较了圆球和参考旋转椭球体之间的差异;验证了该惯导系统仿真的正确性,证明了该测试方法的可行性。     

捷联惯导系统中新型控制显示器的研制

针对捷联惯性导航系统,研制了一种基于新型单片机upsd3234的捷联惯导系统控制显示器.详细地介绍了该控制显示器硬件结构及软件的设计方法,并对该系统与导航系统间的数据通信进行了详细的实现研究.大量的实验以及与捷联惯导计算机间的联调表明,该方案设计的通信协议正确可靠,与用普通控制器相比,该方案简化了数字电路的设计,缩短了系统开发周期,降低了系统功耗,提高了系统的可靠性和灵活性.     

基于MATLAB/Simulink的捷联惯性导航仿真

阐述了MATLAB/Simulink的主要特点,设计了基于MATLAB/Simulink的捷联惯性导航仿真模 型,并给出了仿真实例和结果,表明利用MATLAB/Simulink可以提高仿真效率。