惯导组件的脉冲输出测控系统

针对目前惯导组件脉冲输出测试过程中测试范围小、精度低、无法进行动态测试的问题,研究了一套惯导组件的脉冲输出测控系统.本系统采用USB接口技术,使用FPGA芯片采集数据,对惯导组件脉冲输出进行5 ms一次的采集,并在测控计算机中对数据进行实时显示和存储.本文所设计的测控系统能够对具有12路脉冲信号的惯导组件进行测试,并且同时能够对测试过程中的转台及温箱进行监测与控制,实现了动态测试.本测控系统的测试范围能够达到0.1Hz~1 MHz,误差小于1×10-4,满足了实际测试的要求.     

惯导组件多路脉冲计数系统设计

为了提高惯导组件的标定效率,减少数据传输过程中的瓶颈,设计了一种基于USB接口的多路脉冲计数系统.该系统在FPGA内部对24路惯导组件脉冲信号进行无缝计数;然后,通过GPIF接口,建立了一条无需CY7C68013A的中央处理器参与的数据传输通道;数据可由通用串行总线上传至上位机。系统经过长时间测试,运行稳定,获取数据准确,能满足惯导组件性能标定的要求.     

易于硬件实现的OFDM系统采样频率同步算法

分析了正交频分复用（OFDM）系统中采样频率偏移对系统性能的影响,提出了一种在频域进行估计和校正的采样频率同步算法.该算法易于硬件实现,与采用最小二乘法（LS）的估计算法相比可以减少20%的硬件资源,提高1倍的工作速度.根据IEEE 802.11a无线局域网（WLAN）标准进行了算法仿真和现场可编程门阵列（FPGA）上的硬件实现研究.仿真结果表明,无论是在高斯白噪声（AWGN）信道还是多径信道下,该算法均可以有效地对采样频率偏移进行校正,使系统性能符合标准要求.通过在FPGA上的硬件实现以及使用Xilinx的Chip scope Pro进行的在线实时验证表明,该算法可以在占用较少硬件资源的条件下,实时、连续地对信号进行处理,可以作为一个完整OFDM基带处理器的子模块.     

单轴稳定惯导系统速度匹配传递对准的研究

以单轴稳定系统为子系统,采用与主惯导系统的速度匹配方式设计卡尔曼滤波器,完成了单轴系统的飞行传递对准。仿真结果表明：设计的滤波器可以有效的提高单轴稳定系统的对准精度。     

新型惯导平台无模型温控系统的研制与试验

阐述了采用模糊控制器进行惯导平台温控制撕本思想,系统的具体结构和仿真结果。为了改善系统的性能,设计了一种结合模糊控制与数字电路优点的控制器,仿真结果令人满意。     

脉冲信号数字滤波以及无缝计数电路设计

惯导产品输出脉冲信号存在干扰信号,为减少其对惯导产品性能的影响,文中设计了一种基于FPGA的脉冲信号数字滤波器,并对滤波后脉冲信号以5ms为计数单元进行无缝计数,计数结果可由串行总线上传至上位机进行显示和处理.通过该方法测量的惯导产品输出脉冲信号频率最高可达13MHz,其中可对频率范围为50kHz～12.5MHz的干扰信号进行滤除,满足惯导产品性能测试要求.     

捷联惯导系统可观测性的研究

采用奇异值分解和古卓夫柯夫方法分析了捷联惯导系统误差方程的观测性问题,讨论了如何选择系统的不可观状态,并用直方图给出了形象的说明。     

捷联惯导系统的真锥误差分析

航行体的角振动和线振动是引起捷联惯导系统误差的重要原因之一,本详细分析了航行体角振动引起捷联惯导系统真锥误差的机理和原因,并给出误差的模型和减小误差的可能途径。     

基于光纤陀螺的捷联惯导系统的测试设计

我国煤矿井下瓦斯治理钻孔工程量巨大,目前主要采用人工丈量的方法测量标定开孔方位与角度参数,稳钻时间长、效率低、精度差。针对这一问题,提出基于光纤陀螺的捷联惯导系统开孔参数新方法,该系统采用陀螺与加速度计的捷联惯导系统对钻孔的方位角、倾角进行测量,可以显著提高钻孔方位与角度参数的标定效率与精度,降低管理成本。     

双滤波器捷联惯导外阻尼导航算法

针对捷联惯导系统导航精度受系统振荡误差严重影响的问题,提出一种基于双滤波器的捷联惯导外阻尼导航算法.该算法设计了两个串行滤波器,第一个滤波器以外速度为参考输入对外部速度作平滑处理并得到捷联惯导系统误差状态估计值,第二个滤波器利用平滑后的高精度外部参考速度,以速度变化量作为外部参考输入进行状态估计,屏蔽速度常值误差对系统的影响,最后,设计信息融合算法,将两个滤波器得到的估计状态进行融合,使得导航结果兼顾双滤波器的优点.仿真验证表明:存在外速常值误差时,相较于滤波器2而言,经过信息融合后的导航误差的地球振荡误差收敛速度明显加快,其短期精度得到显著提高;相较于滤波器1而言,经过信息融合后,其稳态导航精度得到显著提高;该方法具有较高的稳态精度,可缩短外阻尼系统误差收敛时间,有效提高捷联惯导系统导航精度.     

小型惯导系统设计与实现

采用一种基于FPGA的小型惯性导航系统设计方案,分别介绍了系统中导航传感器的选择及系统的结构,设计了基于FPGA的导航计算机,并利用A ltera公司的NIOSⅡ处理器为核心,完成数据采集和处理的功能。通过对硬件结构的描述分析了系统中各个电路模块的功能,给出了各个模块的实现方案,并制作了采用该设计的小型惯导系统。针对M IMU中确定性的系统误差较大的问题,采用一种安装误差角与标度因数解耦的微惯性测量单元精确标定方法,对陀螺仪和加速计进行确定性误差项的补偿处理。通过实验测试,对比原理样机的实测数据与补偿后结果,验证了该惯导系统的可靠性以及补偿方案的可行性.     

基于Atmega128的电量检测及保护单元的设计

在产品测试中,为了对被测产品的供电进行实时监测以保护被测产品的安全,提出了以Atmega128单片机为核心的电量检测及保护单元.利用Atmega128单片机内部自带的A/D转换器同时对4路电量每5ms进行一次实时动态的检测.检测与保护系统所需延时为72ms,具有较好的实时性,能够更好的保护产品,满足对实时性的要求.     

高速数字图像采集显示系统的设计与研究

为满足实时显示高速数字图像的需求,分析了CameraLink接口技术和VGA（VideoGraphicsArray）接口协议的标准。根据VGA接口具有多种显示模式,设计了以FPGA（FieldProgrammableGateArray）为核心处理器的数字图像采集显示方案。FPGA通过CameraLink接口采集图像数据,并对图像进行缓存处理,对FP-GA构造VGA接口的时序信号和控制视频D／A进行数字量的模拟化。实验证明,该系统实现了图像的实时显示。人机交互和采集后的图像可以进行长距离传输。     

船载双惯导系统动态加速度计零位研究

为提高船用惯性导航系统动态工作可靠性,通过在动态情况下比对2套惯导姿态角差值来判断惯性平台是否水平;然后再通过加速度计零位与平台倾斜角度的关系来修正加速度计零位,以解决因更换加速度计而要求船舶必须进厂的矛盾;同时也提供了一种判断船用惯性导航系统加速度计工作状态好坏的方法。     

相对时差超声法检测微量SF_6浓度及FPGA实现

为提高微量SF6气体浓度的检测精度和扩大其测量范围,提出相对时差超声检测方法。该方法采用1组超声传感器,通过测得的空气和混合气体接收的脉冲时间差,计算出混合气体中SF6的气体浓度。它不仅有效结合了时差法测量范围大和时间差分法测量精度高的优点,而且便于现场可编程门阵列(FPGA)的实现。仿真结果表明,该测量方法的检测精度达到10-5,相对误差在1%以内。     

流水线技术在FPGA设计中的实现

在数字系统设计中，提高系统的运行速度是设计的一个难点．本文根据流水线设计的基本思想，介绍了利用VHDL语言描述流水线模块的方法，并以4位整数乘法器的设计为例阐述流水线技术设计的过程．通过流水线设计的不同乘法器在MAXPLUSⅡ中编译、综合下载到FPGA中后，对其特性进行统计分析，证明了流水线技术在提高运算速度方面的明显作用．     

Error Model of Rotary Ring Laser Gyro Inertial Navigation System

To improve the precision of inertial navigation system (INS) during long time operation, the rotation modulated technique (RMT) was employed to modulate the errorr of the inertial sensors into periodically varied signals, and, as a result, to suppress the divergence of INS errors. The principle of the RMT was introduced and the error propagating functions were derived from the rotary navigation equation. Effects of the measurement error for the rotation angle of the platform on the system precision were analyzed. The simulation and experimental results show that the precision of INS was ① dramatically improved with the use of the RMT, and ② hardly reduced when the measurement error for the rotation angle was in arc-second level. The study results offer a theoretical basis for engineering design of rotary INS.     

光纤SINS/GPS组合导航系统分析

为提高光纤陀螺捷联惯导系统的精度,以光纤陀螺捷联惯导系统与全球定位系统（GPS Globle Position System）为研究对象,采用联邦卡尔曼滤波算法,构成了SINS/GPS（Strap-down Inertial Navigation Systerm/Globle Position System）组合导航系统。仿真结果表明,该算法能及时修正子滤波器的偏差,大大降低子滤波器的模型误差,进而提高整个滤波器的精度,并有效克服了滤波发散现象。