基于WLAN的陀螺综合虚拟测试系统设计和实现

针对陀螺测试和工程应用需求,设计和实现了陀螺综合测试系统。规划了设计方案;系统采用标准转台提供角速度信号,光纤陀螺作检测标准,待测陀螺为微机械陀螺;对标度因数、非线性度、最大角速度、零偏等部分常用技术参数的测试及计算方法做了分析,用辨识法对陀螺的系统模型进行了建模;采用虚拟仪器技术实现了对两路陀螺的同时数据采集、处理,数据和波形显示及数据存储等测试功能;采用了巴特沃斯低通滤波器和滑动平均滤波器相结合对采集的陀螺信号进行滤波;还实现了对实验现场的图像采集,在无线局域网(WLAN)内实现了数据共享和打印等实验功能。经实验验证,被测陀螺的技术参数检测数据能够反映实际效果,系统达到了设计要求。     

捷联惯导动态角精度实时测试评定技术

针对验收和使用捷联惯导过程中对其姿态角、姿态角速度精确动态测试及性能评估的需求,设计了角度和角速度精度评估模型,利用高精度三轴转台、电子水平仪和高精度陀螺寻北仪等标准设备构建了检测评估系统。该系统可自动操控转台为被测捷联惯导提供动态角度和角速度激励,模拟摇摆、加速、减速、静态、匀速多种工况,并实时采集转台和捷联惯导的姿态角和姿态角速度输出偏差,实现了对动态角精度进行实时评估。通过检测OCTANS角精度实验,证明了该方法实时有效,动态激励全面,检测精度高,为捷联惯导动态角精度的评估提供了工程实用的新途径。     

烟雾远程监控报警系统设计分析

为了提高火灾的检测和控制水平,设计一款功能完善、实用性强的烟雾远程监控报警系统.在分析系统需求的基础上完成对系统总体架构的设计;从数据采集模块设计、报警控制模块设计、数据编码及无线发送模块设计、上位机接收模块设计等方面入手,完成对系统核心功能详细设计;对系统的运行性能进行了测试.结果 表明:烟雾远程监控报警系统运行正常、可靠、稳定,各个功能模块实现满足设计相关要求,符合实际应用需求.     

一种自动飞行控制系统测试系统的设计

设计了一种自动飞行控制系统的性能测试系统,结合测试系统的软件及硬件调试工作,优化了产品的工作逻辑和安全边界测试的流程,解决了系统调试中的接口协议正确性、数据采集实时性与数据队列安全性等问题,实现了被测对象全部20项参数的全自动测试、单项自动测试、人机交互测试、自动生成测试工作记录卡等功能。实验结果表明,测试系统能够完成产品的实时数据采集和工作状态控制,对比现有检测设备,产品测试过程无须人工介入,测量的准确性、精度及效率显著提高。     

基于光纤陀螺的转台角速度检定系统

介绍了转台角速度检定系统的组成和工作原理,深入地讨论了基于光纤陀螺的转台角速度数据采集与处理子系统的设计.介绍了基于NT操作系统使用WinDriver开发无线数据传输卡驱动程序的方法.为解决非线性误差问题,对采集数据进行了二次多项式拟合,并利用通过GPS获得的纬度数据对角速度进一步修正,详细阐述了无线数据传输协议的设计.     

低成本的光纤陀螺性能测试系统

本文从光纤陀螺研制和应用的实际出发，利用ＳＴＤ总线工业控制机和通用ＰＣ机，设计实现了一种成本低、适用性强的光纤陀螺数据采集和性能测试系统，解决了高精度测频、数据准确传送和应用软件开发等关键技术，其软硬件可移植应用于多轴陀螺或光纤陀螺捷联组合系统测试中。     

一种光纤陀螺测试数据采集系统设计

光纤陀螺是基于Sagnac效应的新型全固态光学陀螺,它具有起动时间短、动态范围宽及寿命长等突出优点,目前已成为捷联式惯性导航系统中理想的惯性器件;在光纤陀螺的性能测试中,大多采用RS-232作为通信接口,数据采集速率慢;介绍了一种光纤陀螺测试数据采集方案,给出了采集系统的软硬件设计;系统通过高速A/D转换芯片对陀螺数据进行采集,利用USB总线作为数据传输通信接口,可实现光纤陀螺测试数据的高速率、大吞吐量采集,并可提高光纤陀螺的测试可靠性.     

基于LAN的转台机动控制虚拟动态测试分析系统设计

针对卫星姿态机动控制地面物理仿真监测实验,设计了卫星姿态机动控制性能动态测试分析系统;测试系统采用码盘作为测角传感器、数字I/O接口卡、测试目标为飞行器仿真气浮单轴实验转台,Labview和Access为开发软件;运用了动态测试技术、Lab-view与SQL连接的ADO技术,设计了库结构,利用Datasocket技术实现了实验数据的网络通讯,并介绍了系统硬件设计方法和软件系统设计方法,该系统实现了角度动态数据采集、数据自动存储、数据自动分析、数据管理及数据自动打印等实验功能,分析结果包括机动范围、姿控精度、控制误差及机动响应时间等数据项,还实现了局域网内PC机在线实验观测和实验数据备份功能;经实验验证,达到预期的实验测试任务要求。     

基于Zigbee的无线电能表数据采集系统设计

为了解决电网营运数据的远程采集,实现电能表运行状态的远程实时监控,设计了一种基于Zigbee的无线电能表数据采集系统。详细介绍了系统终端的无线解决方案,并在CC2530模块开发平台上完成了系统终端无线电能表的设计。该无线终端主要完成电量的数据采集、显示和无线传输功能。考虑到整个系统的网络组建效率和网络的可扩展性,数据采集系统的无线方案实现主要采用Zigbee技术进行网络搭建,完成无线电能表采集数据的传输和汇总,最终通过GPRS模块将数据上传到远程上位机。试验证明,该系统能够稳定地采集多路终端数据,并上传数据,满足了电能表数据远程采集和上传的需求。     

基于虚拟仪器的航空电源性能参数测试系统

介绍了一种基于虚拟仪器技术的航空电源性能参数测试系统的设计与实现;根据测试标准,对航空电源性能参数测试要求进行了分析,设计采用高速数据采集卡DAQ2204实现数据的采集,并设计了数据采集与分析处理软件、负载管理与控制和数据库管理软件,并对数据分析处理方法进行了分析;通过对航空发电机进行测试,试验结果表明该系统性能稳定、可靠,测试结果满足精度要求,达到了产品设计要求,具有广泛的市场应用前景.     

基于FPGA的激光陀螺信号高速精确解调系统

利用FPGA的高度并行性和对时延的准确控制,设计对激光陀螺信号的高速、精确解调系统。该系统以XILINX FPGA为硬件核心,通过巧妙的时钟设计和高速高阶滤波设计,很好地实现了对陀螺信号精确鉴相、计数和高速滤波,并协调DSP的后续处理和上位机通信。通过对国产某激光陀螺进行测试发现,本系统解调后得到的陀螺角速度10S、100S的方差都明显优于现有系统的测试结果,系统响应时间也得到极大提高。     

自适应数字滤波技术在光纤陀螺SINS中的应用

光纤陀螺捷联惯导系统(SINS)对外界环境极为敏感,系统的输出信号中含有复杂的高频随机噪声,此噪声将导致系统的长时间导航精度较差。要进一步提升导航系统的精度,必须使用更为有效的滤波技术对器件的输出噪声做处理。传统的数字滤波器采用先验固定截止频率,它往往与实际截止频率存在偏差。为了更加有效地消除器件的高频噪声,提出一种基于稳态隐马尔科夫模型卡尔曼滤波器(HMM/KF)的自适应数字滤波设计方法,并用此方法设计的自适应数字滤波器处理光纤陀螺的原始输出信号,从而高效滤除陀螺仪输出信号中的高频随机噪声。     

一种陀螺仪自动测试系统的设计与实现

陀螺仪传感器是飞行控制系统的重要组成部分;针对4种类型陀螺仪介绍了一种自动测试系统的设计,详细描述了系统的功能和总体结构,提出了自动测试的过程控制策略,给出了系统硬件设计方法、交流信号转换直流信号原理图、软件结构图、频率和相穆的软件处理方法及采取的关键技术,该系统已投入使用。实践表明,该系统具有较高的测试精度及智能化程度。     

高精度测频方法及其在四频激光陀螺中的应用

为了减小普通电子计数法测频时的±1量化误差,采用数字滤波来滤除量化噪声,设计了一种高精度测频电路.使用现场可编程逻辑阵列(FPGA)器件和VHDL语言设计了测频系统,对信号发生器所产生的标准信号的测量结果表明快速滤波基本消除了量化误差的影响,实现了高速、高精度测频.该方法具有等间隔测量的特点,已用于四频激光陀螺的测试研究.     

光纤陀螺信号误差分析与滤波算法的研究

针对光纤陀螺信号漂移误差和噪声的影响,采用Allan方差法对光纤陀螺的各项随机误差成分进行了分离和计算.然后结合陀螺稳定平台系统研究了滑动滤波、小波变换阈值滤波两种直接对陀螺输出信号进行数字滤波处理的方案.最后对某陀螺惯性稳定跟踪转台中使用的光纤陀螺信号的测试和统计分析结果表明,采用Allan方差法能够有效地分离和辨识陀螺零漂信号中的各项噪声源随机误差系数和误差大小,采用的小波变换阈值滤波的去噪效果明显.     

基于SoPC的捷联系统硬件平台的设计

为了提高激光陀螺捷联系统的硬件平台集成度并减小其功耗,满足微小型导航系统的要求,在基于Xilinx的Virtex-4 FPGA芯片上,通过SoPC方法设计新一代硬件平台。该硬件平台使用FPGA内嵌的PowerPC405硬核处理器作为功能控制与运算中心,并在FPGA逻辑中设计功能全面的IP核来实现数据采集、数字滤波、串口通信和部分导航解算。从而在保证较高的运算速度和精度的同时,达到了预期的效果。     

一种新的光纤捷联罗经算法设计

光纤捷联罗经比较传统平台罗经具有维护性好、可靠性高等优点。不同于传统的平台罗经算法,设计了一种适合于光纤捷联罗经使用的捷联罗经算法。算法引入一种全新的惯性坐标系,并以重力在该坐标系的投影解算出地理坐标系的转动;陀螺输出解算载体坐标系的转动,进一步得到载体的姿态值。设计了利用FIR数字滤波器滤波获得惯性坐标系重力投影的方法。最后仿真验证了算法编排和理论分析的正确性。     

应用于多旋翼MAVs的姿态测量系统

应用一个三轴加速度计、三个单轴角速率陀螺和一个三轴磁强计等微机械惯性传感器,设计廉价轻量姿态测量系统,研究了姿态角推算算法。在以往的姿态测量系统中,陀螺偏差和动加速度的影响限制其应用。将角速度陀螺的误差作为状态量导入到系统,动加速度作为噪音项导入到观测方程中,然后利用扩展卡尔曼滤波器来构成姿态估计算法来降低误差。实际飞行中对比商用高精度传感器和多次室外飞行测试表明,设计的系统能够应于旋翼MAVs。     

小型尾坐式飞行器航姿参考系统

针对小型尾坐式飞行器姿态实时解算问题,研究了低成本的航姿参考系统(AHRS).由于MEMS惯性器件精度较低,设计了混合卡尔曼滤波器,以姿态四元数和陀螺随机漂移为状态变量,抑制了载体长时间飞行时陀螺漂移造成的累积误差.由于加速度计输出值在除重力加速度之外的附加加速度较大时不可信,完善了判断载体运动状态的方法,根据加速度计的实际输出,选择加速度值或者磁场强度作为观测量.实验结果表明,设计的算法在精度和计算效率方面都能满足控制系统的需求,更加适用于对实时性有较高要求的飞行器.