基于光纤陀螺的二位置快速寻北系统设计

基于光纤陀螺的二位置寻北系统采用捷联式方法寻北,具有寻北快速和结构紧凑等特点。选择标度因数接近的2只光纤陀螺,敏感轴垂直布置于转位机构上,在步进电机的驱动下,实现二位置变换。步进电机经减速后的驱动轴与惯性测量单元支架的旋转轴组成内外嵌套的共轴传动系统,可使结构紧凑、刚度较大,有利于保证转位机构的精密快速旋转。硬件电路采用DSP为核心处理器,负责光纤陀螺和加速度计数据采集与寻北解算等。构建样机进行转位、单位置重复性与圆周精度测试,测试结果表明:转位精度为30″,单位置重复性与圆周精度小于0.1°,转动过程加数据采集过程的整个寻北时间小于3 min,满足预期的设计指标。     

光纤陀螺动态寻北转位控制系统设计

针对光纤陀螺动态寻北仪实际应用中存在的转位误差以及高频测量噪声问题,对寻北仪转位机构引入低通滤波和反馈回路,设计出了一种新的转位控制系统,有效地减小了由于光纤陀螺和转位机构的误差带来的系统误差,从而提高了动态寻北仪的寻北精度;实验结果表明,相同条件下该控制系统能有效缩短寻北时间,提高定位精度至4″,具有较好工程实用前景。     

磁浮寻北仪转位误差对寻北精度的影响分析

阐述了磁悬浮陀螺寻北仪的寻北原理,将地球自转角速度分解到陀螺坐标系上,分析了在转动机构没有精确转到要求的位置,存在转位误差的情况下所引起的寻北误差,推导出了转位误差与寻北误差之间的关系表达式,为转位误差的补偿提供了理论基础,也为提高寻北速度提供了技术支持。     

二位置陀螺寻北仪及转位误差分析

文章介绍了二位置陀螺寻北仪工作过程及算法原理,它采用陀螺仪在相差180°的两点上采样相互对消陀螺常值漂移的方法,提高寻北精度;其突出特点是结构简单,实现方便,精度较好;为了提高寻北精度和缩短寻北时间,文章找出误差源中的转位误差,并分析了转位误差对寻北误差的影响,推导了误差公式,得出转位误差引起的寻北误差是一个常量的结论,同时提出了转位误差的测量与补偿方法。     

基于模糊自适应PID的连续旋转寻北仪转速控制

对连续旋转式寻北仪转位机构的转速控制技术进行研究.针对寻北仪工作过程中,受到外部环境因素干扰,导致转位机构脱离稳态运行,影响寻北精度的问题,为了提高寻北精度,提出采用模糊自适应PID的方法对寻北仪的连续旋转进行稳速控制.利用模糊控制规则对PID参数进行实时调整,有效改善系统的动态和静态特性.仿真结果表明,模糊自适应PID 控制具有超调小、响应速度快、抗干扰能力强、鲁棒性好等优点,克服了经典PID)控制参数依赖于系统精确数学模型的缺陷,对工作过程中出现的干扰力矩,能够实现快速有效的稳定调节,提高了寻北仪转位机构的转速稳定性.     

基于FFT的陀螺寻北仪误差补偿

传统提高陀螺寻北仪精度的方法主要是选用高精度陀螺、提高转位精度、增加转位数、通过数字滤波消除外界干扰等,这些方法大多针对寻北仪的某方面误差因素进行改进,而对寻北仪整体的误差特性研究较少。通过对陀螺寻北仪综合误差特性的分析,提出了基于快速傅立叶变换(FFT)的寻北仪误差补偿方法。该方法首先测量出寻北仪的整周误差,然后通过求取FFT系数完成对寻北仪的系统级误差补偿,该方法尤其对寻北仪制造过程中的结构误差和测量元件的常值漂移残差具有良好的补偿效果。经产品验证可以在保持现有陀螺和转位精度不变的情况下,提高寻北精度3倍以上,具有良好的工程实用价值。     

煤矿井下开孔定向仪寻北系统误差分析及补偿

针对现有钻机开孔定位装备在测量精度、成本及操作性上不能满足实际需求的问题,设计了一种将基于单轴光纤陀螺的寻北系统与基于微惯性测量单元的跟踪系统相结合的新型钻孔开孔定向仪。以四位置寻北方法为例,介绍了寻北系统的基本原理,并从光纤陀螺的输出误差、安装误差、倾斜角误差、转位误差、地球物理量误差等方面介绍了寻北系统的各种误差及来源。针对安装误差和倾斜角误差,建立了非线性加速度误差补偿模型;针对光纤陀螺的随机漂移误差,采用卡尔曼滤波方法进行修正。实验结果表明,减小倾斜角、光纤陀螺随机漂移误差、转动机构转位误差、安装误差均可有效提高开孔定向仪寻北精度,满足煤矿井下钻探需求。     

旋转调制寻北方法的误差研究

采用一个陀螺和一个加速度计可以组成最简单的旋转调制式寻北仪.影响寻北仪寻北精度的误差源有很多,不同误差源对寻北精度有着不同程度的影响.为了研究引起寻北误差的主要误差源对寻北结果的影响,对提出的寻北仪三种方法(二位置、四位置、连续旋转)的公式进行了推导,并采用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明,影响寻北仪寻北精度的主要误差源为:初始航向角、陀螺常值漂移、采样时间、转位误差、转台旋转速率(连续旋转方法)、台面倾斜角等.结果可为寻北仪的优化研制提供了理论依据.     

基于双反馈和ARM的IMU转位控制系统设计与实现

本文讨论寻北系统对IMU转位的特殊要求,提出速度与位置双反馈转位控制方案,并与单反馈控制系统的静态、动态特性进行比较分析,结合数字式伺服控制模式给出其实现方案.最终设计出以ARM7 LPC2114控制器为核心的嵌入式转位控制系统,辅以外围芯片与接口电路.该32位ARM控制器减小了嵌入式系统的体积、提高代码的执行效率.充分发挥数字控制器的优点.实验结果分析表明,该系统转位迅速、到位精确,有较强的抗扰动性与鲁棒性,有广泛借鉴价值.     

基于惯性/地磁组合技术的全自动陀螺经纬仪的研制

陀螺经纬仪寻北自动化的研究是目前国内的热点问题。以JT-15陀螺仪为样机,探索了实现陀螺经纬仪智能化及全自动化的关键技术。设计了陀螺经纬仪数字化测量子系统、电子罗盘自动初寻北子系统、陀螺灵敏部自动升降子系统和基于DSP及CPLD的控制子系统。各子系统通过总体软件系统控制,协调工作,实现了陀螺经纬仪寻北的全自动运行。在实验室环境下进行的寻北实验表明,仪器寻北测量时间为11 min时,寻北精度优于8″;测量时间为4 min时,寻北精度优于20″。该全自动寻北系统大大降低了机械陀螺寻北的操作难度,有效的提高了寻北效率,为我国机械陀螺寻北技术的提升做出了自己的贡献。     

数字示波器中波形参数自动测量算法研究

在数字示波器中为了能自动测量波形参数,既方便读数,又提高测量精度,本文通过对幅度类参数和时间类参数的分析,利用众数直方图和窗口比较法,找出峰峰值、周期、上下升沿时间等自动测量参数的算法,并在Qt/designer中运行,测量结果表明高精度的完成了参数自动测量.     

基于LabVIEW编程的电路测试系统的设计和实现

设计了一种基于数字式函数发生器和示波器的虚拟仪器的电路测试系统,无需使用额外的数据采集卡。详细介绍了该测试系统的原理及测试程序、显示界面。系统软件采用LabVIEW编程,用NI-VISA实现了软件和函数发生器、示波器的USB通信,进而实现对电路信号的控制、采样、处理、显示和存储。将该测试系统在可见光通信链路幅频特性的测试中进行了实际应用,测试结果表明,系统工作稳定、误差小、兼容性强,为相关的电路分析提供了一种有效测试方案。     

数字存储示波器的远程控制技术

随着计算机技术和数据采集技术的发展,使用远程控制技术对数字存储示波器的输出信号进行采集分析成为当前的测试技术热点。本文以TDS1000C-SC数字存储示波器为对象,选用GPIB-LAN适配器AD007,构成远程控制系统,以某测试系统为例,使用带有GPIB接口的数字存储示波器测量AGC响应时间、信号的失真度,完成对测试信号的远程控制自动测量,并给出了相应的数据处理方法和部分程序设计代码。经过实验,基本上实现了对示波器的远程控制和数据传输。     

基于CCD的电缆料杂质检测的研究

为了提高现阶段XLPE电缆料杂质检测的精度与速度,运用TCD132D芯片,建立了杂质检测系统;运用虚拟示波器DSO2902对系统采集的数据进行分析和处理,从而有效地识别杂质颗粒的存在与否并能够准确地计算出存在杂质颗粒的尺寸、位置等;结果表明,该系统能够准确地测出XLPE电缆料的杂质颗粒的尺寸,并能够确定该杂质颗粒所处的准确位置与杂质颗粒的个数等特性,其分辨力可达到20μm,误差小于10%,杂质的检出率达100%。     

基于stm32和物联网技术的示波器教学系统设计和实现

在传统示波器教学课堂中,教师无法对学生测量结果的真实性进行有效评判。针对此问题,本文提出并实现了一种基于嵌入式Linux系统和TCP/IP协议的示波器实验系统。该系统基于linux和QT框架设计了图形操作界面;利用直接数字频率合成技术设计数控信号源;创建基于TCP/IP协议的学生端与教师端的数据传输通道。该系统可对学生实验进行全程监控和信息化管理,有效提高示波器实验课堂的教学效率。     

数字示波器的设计

数字示波器是现代电子测量中最常角的仪器,它是一种可以用来观察、测量、记录各种瞬时电压,并以波形方式显示其与时间关系的电子仪器。本文中详细介绍了数字存储示波器的原理及特点,给出了一种以单片机和可编程逻辑器件为控制核心的设计方案,同时给出了其硬件和软件设计的结构及思路。     

基于USB和串口通信的点火能量测试系统设计

为改善某型煤油发动机的冷启动性能,需测定发动机电感式点火系统在不同充磁时间下的点火能量,设计了一套点火能量测试系统,利用VC++开发了点火能量测试软件,实现了测试软件与数字示波器及点火控制器的通信,并进行了点火能量测试。试验结果表明,该测试系统能够准确地测试点火能量。     

手持宽带数字存储示波器的设计与实现

针对野外作业和生产现场测试需要,提出了一种手持宽带存储数字示波器的设计与实现方案,采用可程控宽带信号调理技术实现了200MHz的信号模拟通道设计和高速触发模块设计;采用多通道并列技术实现了200MSps的实时采样,采用基于参量模型的等效采样技术实现了10GSPs的等效采样;采用多任务软件技术实现对系统的管理和人机交互。采用可充电的锂电池给系统供电实现了示波器的便携和在无交流电环境下的测试;测试证明,该手持宽带存储数字示波器具有良好性能和广阔的应用前景。     

一套先进的自动测量计算超宽带紧缩场测试系统

介绍了一套先进的自动测量计算超宽带紧缩场测试系统，分析了其工作原理，同时给出一些测量实例。该系统能进行超宽带大尺寸的天线特性测量、雷达散射截面（RCS）测量及雷达定位成像（RLI）研究。数字控制技术和PC Windows操作平台的使用，使该系统简单易用，测量、计算自动完成。     

基于NSGA-II算法的机动通信系统站址规划方法

针对机动通信中通信节点可移动和复杂地形影响通信信号等特点,提出不规则地形条件下处于无线宽带工作模式的机动通信系统基站选址规划方法。首先,通过分析机动通信场景确定站址规划的数学模型;其次,使用改进的NSGA-Ⅱ算法求解选址方案;最后,根据用户需求选定最佳方案。仿真实验结果表明,该方法能够减小有效覆盖损失和通信中断风险,改进后算法能够保证优化过程的多样性并改善优化效果,场景参数和用户偏好都会对规划的最终结果产生影响。所用方法能够综合考虑系统的覆盖能力和机动特性,为用户推荐符合需求的方案并快速适应需求的变化。