基于GPRS的陀螺综合虚拟测试系统设计

针对飞行器导航控制系统姿态信息的远程无线数据采集物理仿真及工程应用需求和数据采集系统应具有实时性能好、高精度及高可靠性等技术性能要求,设计和实现了陀螺远程综合测试系统;测试系统采用实验转台提供标准角速度信号,光纤陀螺作检测标准,待测陀螺为微机械陀螺;采用了巴特沃斯低通滤波器和滑动均值滤波器联合对采集的陀螺数据进行滤波处理;对标度因数、非线性度、最大角速度等部分常用技术参数的测试及计算方法做了分析,用辨识法对陀螺系统模型进行了建模,从而提高了数据采集的准确性;经实验验证,测试系统实现了远程无线数据采集的功能,被测陀螺的检测数据及陀螺模型能够反映实际效果,其准确性、实时性及供电系统的性能均满足了设计的预期要求.     

一种应用于谐振式光纤陀螺的数字双相位锁相放大器的设计

针对谐振式陀螺输出频率差信号微弱的特点,设计了一种应用于谐振式光纤陀螺的数字化双相位的锁相放大器,用于检测谐振式光纤陀螺Sagnac效应引起的角速度信号.该锁相放大器无需对参考信号进行相位调整即可实现对待测信号的鉴幅功能,改善系统检测系统的信噪比,实现微弱信号检测.采用数字电路实现该锁相放大器,并将其集成到FPGA上,有利于陀螺小型化和集成化.     

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。     

基于PXI总线的导弹角速度编码器组合测试系统设计

针对某型导弹角速度编码器组合测试快速化、模块化、自动化的要求,通过对角速度编码器组合进行分析,结合角速度编码器组合输入信号的模拟、输出信号的采集、测试系统功能和性能要求,设计了基于PXI总线的导弹角速度编码器组合测试系统;介绍了测试系统的测试原理、硬件结构和软件组成、主要设计思想;实验表明,该测试系统工作性能稳定,能有效地进行组合测试和分组件测试并运用层次故障树分析法定位故障,提高了武器系统检测维修保障能力.     

寻北仪系统的挠性陀螺伺服电路设计

分析了挠性陀螺及其寻北原理,针对使用挠性陀螺作为敏感器件的寻北仪系统,提出了一种结构简单的陀螺伺服电路;对应给出的伺服电路原理图,分析了各个组成模块的功能;同时根据系统精度的要求及测试中发现的实际问题,通过采用补偿系统零位、选择合适采样电阻、增加延时电路等方法,可以实现减少放大器零偏对测量信号的干扰、较好地解决寻北精度与陀螺进动角速度之间的矛盾、提高系统的可靠性和稳定性等目的;实验证明在样机上改善效果显著.     

一种新型高效的激光陀螺抖动信号剥除技术研究与实现

激光陀螺的输出信号中包涵外界输入角速度、机械抖动角速度两部分信息,而机械抖动角速度是一个叠加了一定噪声的标准正弦振动;在此提出了一种正弦抖动剥除技术,能极大地衰减激光陀螺输出信号中的正弦分量,实现对陀螺输出信号的初步解调,并采用FPGA作为实现工具;文章首先对激光陀螺输出信号特性进行了分析,提出了一种新型的抖动剥除技术的理论模型;然后具体介绍了这种技术在FPGA上的实现方法;最后利用基于本技术设计的FPGA+DSP系统对某型号激光陀螺进行了测试,通过观察证明本方法能很好地实现激光陀螺正弦抖动剥除,剥除后的激光陀螺正弦幅值能衰减到原始值的1/70。     

基于FPGA的光纤陀螺信号采集处理卡设计

光纤陀螺姿态测量系统中的信号采集和处理是系统的一个重要环节;文章介绍了基于FPGA的光纤陀螺信号采集处理卡的设计过程,采用Verilog HDL实现FPGA内部逻辑电路设计,选用AD7846完成信号的数模转换,通过FPGA编程实现光纤陀螺的标定和误差补偿,设计了RS232/422通用异步串口通信硬件电路并在FPGA上实现了串口通信;实验结果表明:该卡能够准确实时地采集并按预定的设计处理光纤陀螺信号。     

高效的卫星用光纤陀螺组合状态监控系统

为了对卫星用光纤陀螺的运行状态进行实时监控,及时发现其因内部温度、光功率等变化而造成的故障,设计了一种高效的卫星用光纤陀螺组合状态监控系统:基于光纤陀螺波导的温度特性,实现了光纤陀螺的无硬件测温;通过提取光电探测器信号,实现了对光纤陀螺光功率的监测.搭建了基于现场可编程门阵列(FPGA)+控制器局域网(CAN)总线的光纤陀螺接口电路,将光纤陀螺状态监控数据同陀螺四轴角速度数据合并发送至星务主机,在实时采集卫星用光纤陀螺输出角速度数据的同时,实现了温度、光功率组合状态信息的监控.相比于传统光纤陀螺状态监控方法,组合状态监控系统无需额外添加测温器件,高效利用卫星用光纤陀螺的内部光路、电路实现温度、光功率传感,提高了系统的可靠性与安全性.     

基于DSP的三维测姿系统硬件设计和算法实现

对于微小型无人直升机系统,本文介绍了基于DSP的三维测姿系统的硬件电路设计和四元数解算算法的实现及验证.该系统的硬件部分由角速率陀螺、滤波电路和DSP系统板等组成.角速率陀螺输出信号经过硬件滤波后由AD通道采集,经过数字滤波后,利用四元数算法解算出姿态数据.文中提出了硬件设计和实现及解算算法实现中需要注意的问题和相应的解决方案,测试结果表明该系统是有效的.     

红外热像仪检测诊断系统电路设计与实现

为实现对红外热像仪设备的性能检测和故障诊断,促进红外系统检测设备的国产化,设计了红外热像仪检测诊断系统的电路单元;以工控机为核心,由红外平行光管、黑体及电路系统共同构建了检测诊断系统;通过图像采集卡对被测设备的输出图像进行采集,由工控机实现对图像的分析和处理,计算NETD、MRTD等关键指标;设计电信号激励与检测单元,为被测电路提供激励信号和输出响应的采集分析,实现对电路系统的指标检测和故障诊断;实验测试表明,该检测系统电路达到了设计指标要求;目前,该系统已成功应用于某小型红外系统的测试.     

微机械陀螺测试与标定技术研究

参照相关国军标,按照陀螺的主要精度指标、测试方法、标准和IEEE陀螺的测试规范,完成了由美国BEI公司研发的Gyro Chip Ⅱ微机械陀螺的标准化测试.通过在微机械陀螺标定试验中采用均匀测试方法所得到的标度因数等参数,与传统速率试验和漂移测试所得数据相比基本一致,却极大地减少了工作量,降低了测试成本;然后,用统计学中的t检验和F检验的方法分析了标度因数的显著性及方差,进而分析了该微机械陀螺的主要特性,验证了采用均匀设计进行测试的正确性,同时为进一步的建模奠定了基础.     

小波分析法在光纤陀螺随机误差补偿中的应用

光纤陀螺随机漂移是惯性导航系统产生误差的重要因素。尽量降低陀螺仪的漂移率是进一步提高惯性导航系统精度的重要途径,也是保证光纤陀螺静态误差补偿精度的前提。从抑制光纤陀螺随机噪声的角度出发,利用小波分析法对光纤陀螺的静态输出进行滤波处理,通过对比滤波前后陀螺的输出曲线、标准差以及各项随机误差系数,能够看出:该方法有效地补偿了光纤陀螺的随机误差。     

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。     

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。     

静电悬浮转子悬浮控制系统探析

为了实现静电转子的稳定悬浮,建立了针对于悬浮转子的静电支承模型。在模型的建立过程中,分析了静电力作用机理,给出了静电力计算公式。接着建立了以DSP TMS320F28335开发板为核心的悬浮控制辅助系统。设计了基于AD7656的16A/D转换电路和基于时间管理模块的DSP脉宽调制信号发生器。     

非平面腔四频差动激光陀螺的温度补偿

为了减小温度对非平面腔四频差动激光陀螺的影响,对不同变温条件下的补偿模型进行了研究.首先进行了静态温度实验,补偿后零偏的标准差为0.01(°)/h.然后进行了1℃/min高低温循环、1℃/min-5℃/min随机变温和急剧升降温三种条件下的动态变温实验,分别建立了三个温度补偿模型A、B、C.前两种变温条件下的零漂能够得到较好的补偿,但急剧升降温时尽管陀螺体实际温度变化不大,补偿效果却最差.在上述三个补偿模型中,温度变化率所起作用从A-C越来越大,表明变温速度越快,陀螺体温度不平衡越大,增大了补偿难度.因此,为了增强补偿效果,除了减小陀螺本体的温度敏感性外,还要尽量减小变温过程中陀螺体上的温度梯度.     

基于NI CompactDAQ的惯性器件性能评估系统

惯性元件性能评估系统,是以单轴速率转台为基础的对陀螺仪或加速度计基本技术指标进行测试、标定和评估的系统.惯性器件作为捷联惯导系统的心脏,其测量系统精度性能的优劣直接影响到惯导系统的精度.选用NI CompactDAQ设备USB-9239作为惯性元件性能评估系统采集核心.NI CompactDAQ提供简单易用USB接口,并在一个简单、用户可配置的系统中集成了传感器的直接连接、信号调理、模数转换等多种特性.实验表明该采集系统运行可靠,提高了测试的精度和效率,为惯性器件的性能分析与进一步改进提供基础,具有巨大的使用价值.     

基于CAN总线和DSP的陀螺动态测试系统的设计

陀螺是一种应用广泛的惯性器件．而陀螺动态测试系统是重要的研究课题,首先提出了采用CAN总线作为数据通讯方式,DSP作为各智能节点的主控制器来构建陀螺动态测试系统,然后介绍了系统的整体构成,接着重点介绍了系统主要功能模块的软、硬件设计方法,最后给出了该系统的主要性能指标;目前该系统已被应用于中船重工第七一七研究所光电装备所用陀螺的入所复检中;应用结果表明：该系统技术先进、功能完善、性能可靠,达到了预期设计要求。     

MEMS陀螺振动特性试验技术

对于MEMS振动陀螺来说,找到一个快速有效的方法来评估其结构参数是非常重要的,比如谐振频率和阻尼系数,应根据微机械陀螺设计和制作的不同阶段,从测试精度、测试速度和试验方便程度等方面考虑,采用不同的方法进行动态试验。本文给出了一种能够判断MEMS器件振动特性的可靠的电测试系统,并通过分析和实验比较了几种微机械陀螺振动系统传递函数的快速测定方法,分析讨论了微机械陀螺振动系统测试方法和数据处理等问题。