基于磁传感器的高速旋转弹姿态算法研究

针对高转速制导弹丸进行弹道修正时,不能获取载体的实时信息的问题。采用由三轴磁阻传感器和IMU作为主要测试元件的系统,研究了基于磁传感器相应的姿态解算方法,仿真结果表明：该系统可以实现高速旋转下的姿态解算,有效的抑制误差的积累,满足旋转弹的精度要求。     

弹道修正弹滚转角测量系统电磁兼容性设计

对弹道修正弹滚转角测量系统进行电磁兼容性设计可显著提高系统工作的稳定性与可靠性.结合弹道修正弹控制系统工作原理,对弹道修正弹滚转角测量系统电磁兼容性进行分析,提出电磁兼容设计方法,包括电磁屏蔽设计、硬件抗干扰设计、软件抗干扰设计等.最后进行实验验证,滚转角测量系统通过合理的电磁兼容性设计,可具备较强的抗电磁干扰能力,系统在高频电磁波及瞬时强脉冲的干扰下仍能稳定可靠的进行工作.     

仿昆虫微飞行器仰俯姿态伺服控制器的设计

在风洞实验中,为动态地研究仿昆虫微飞行器的仰俯姿态控制方法,微飞行器的仰俯姿态需要根据安装于其上的微型多维力传感器的输出扭矩进行实时调节,为此设计了本伺服控制器。控制器采用STC增强型51单片机作为本控制器的核心,用模拟SPI接口与多维力传感器进行数据采集,采用电位器作为姿态角传感器,外接模数转换电路对姿态角度进行采样;采用步进电机实现对仰俯姿态角角速度的动态调节,并采用PID算法对姿态角角速度进行闭环反馈控制,以确保仰俯姿态角速度的控制精度。     

基于地磁传感器的旋转弹姿态存储测试系统的设计

传统的由加速度计和陀螺组合而成的惯性测量系统,由于安装时存在误差,并且误差随时间积累导致无法计算出准确的姿态角,且不能承受较高的冲击。地磁传感器具有误差不随时间积累、使用简单、量程范围广的优点,在姿态测试中有广泛的应用空间。本文通过分析旋转弹的滚转姿态的测量环境和需求,设定了基于薄膜式地磁传感器的旋转弹滚转角姿态存储测试系统的性能指标。根据制定出的技术指标,进行了测试系统硬件电路中调理电路部分的设计。最后介绍了测试系统针对恶劣的测试环境采取的提高系统可靠性的措施。     

基于卡尔曼滤波器的姿态角测量系统设计

针对动态环境下载体的姿态测量,以无人机的航姿测量系统小型化为背景,给出了一种采用MEMS惯性器件构成的姿态角测量系统。系统采用新型32位ARM Cortex-M3内核微控制器STM32F103ZET6作为控制处理单元,传感器采用ADXL345加速度计、L3G4200D陀螺仪和HMC5883磁阻传感器。对于MEMS器件精度低,数据易发散的问题,采用卡尔曼滤波器实时将加速度计、陀螺仪和磁强计的数据进行融合,计算负担小,实时性好。实验结果表明,该姿态测量系统在静态和动态环境下都能够较好的完成载体姿态测量的任务。     

磁致伸缩位移传感器中CPLD与单片机通信设计

介绍了一种采用CPLD＋单片机结构的磁致伸缩位移传感器系统,重点研究了该传感器中CPLD与单片机通信系统的设计与实现.结合传感器产生的16位数字信号的特性,提出了一种比常规串行通信方法更为简单、灵活的自定义串行通信方法,并设计了通信时序图,据此搭建CPLD与单片机通信系统的硬件电路.该通信系统中通过在CPLD中实现通信接口电路,提供数据、控制、握手信号的接口与单片机建立通信.通过实验验证,该通信系统能够实现准确、实时的数据传输,且能保证传感器系统的位移测量精度.     

车载光测设备静态测角误差修正技术的研究

车载平台的变形对光测设备测角精度将产生一定的影响,使车载光测设备难以达到高精度测量的目的.为了提高车载光测设备静态测角精度,分析了车载光测设备由于平台变形而影响静态测角精度的基本原理,提出了利用倾角传感器对车载平台变形实时测量以进行修正的技术.首先,利用安放在光测设备垂直轴上的倾角传感器采集车载平台特定位置的变形值.然后,推导出车载光测设备的静态测角误差修正模型,建立倾角传感器输出值与静态测角误差的关系公式.最后,将修正后的测量值代入静态测角精度结算公式.实验数据分析结果表明:该方法能有效修正因车载平台变形而带来的静态测角误差,使方位测角精度提高46″,高低测角精度提高20″.为实现车载光测设备高精度测量提供了理论依据和技术支持.     

可穿戴的实时检测走姿矫正仪设计

在走姿矫正导航精度优化问题的研究中,针对当前姿态解算技术的精度不足,设计了一款在Linux环境下嵌入式走姿矫正设计方案,基于先验的位置磁矩迭代修正方程系数的方法,建立迭代误差指标函数及迭代公式,并进行了数值仿真实验。为实现姿态解算中姿态角实时检测,提出将传感器采集到的加速度、角速度以及磁场强度数据进行融合,利用三轴加速度传感器和磁力计的向量偏差来对姿态解算过程中积分累计误差进行修正。最后传感器将数据结果分别通过ZigBee和蓝牙协议将其传输到电脑端或手机APP客户端显示,以达到走姿检测和矫正的目的。实测结果表明,这种方案使得走姿矫正的精度准确度更高,实时检测性能更强。     

基于STM32的舰船横摇周期测量与存储系统设计

针对传统舰船周期测量方法费时、费力、精度低等问题,设计开发了一种舰船摇摆周期自动测量与存储系统。系统以STM32系列微处理器为核心,利用MEMs惯性器件与磁阻传感器构建姿态敏感单元,应用旋转矢量姿态更新算法实时跟踪舰船摇摆角变化,采用频域周期测量方法并配合SD卡存储单元与FATFS Module文件系统,可实现舰船摇摆角、摇摆周期的实时测量与连续存储。摇摆台测试实验表明     

火炮发射次数检测系统设计

针对火炮发射现场实时记录问题,本文设计一种基于单片机的火炮发射次数计数系统.该系统通过应用处理器C8051F060以及其外围电路,对振动传感器MEAS3031采集到的振动信号和音频传感器采集的声音信号进行处理,与设定阈值比较后得到相应的发射脉冲,实现次数的准确统计.在实验平台上对振动和声音信号的具体形式进行分析,结果表...     

硬币鉴伪技术在投币系统中的应用

提出了一种采用电涡流传感器对硬币真伪进行快速无损鉴别的双频率测量的方法,介绍了相关电路设计.设计采用了单片机、电涡流传感器、语音芯片和LCD显示器,可对硬币进行非接触无损检测,实时剔除假币,可广泛应用于公交等投币场合,解决了假币带来的一系列问题.     

新型医用超声波氧气流量计

以PIC16F886单片机为处理器和超声波检测技术为核心,以MPLAB编写系统软件,设计医用超声波氧气流量计。本系统主要由PIC单片机模块、信号切换电路、模拟放大电路、滤波电路和电压比较电路组成。将氧气通过定长的管道,单片机给超声换能器发送激励信号,测出超声波顺逆流的渡越时间和氧气温度。基于最小二乘法曲面拟合算法,构建氧气流量与温度和时间差的函数关系式,完成对氧气流量的测量。测量结果表明该系统稳定可靠,精度高,具有很高的工程使用价值。     

压电传感器低频动态补偿数字滤波器设计

弹载压电传感器调理电路因测试环境的特殊性,难以采用精密的高输入阻抗电荷放大器.本文针对该问题设计了小体积的调理电路,并针对该测量电路因低频特性不足而导致的低频信号测量误差较大的问题,提出了动态实时补偿数字滤波器方法.运用CPLD器件实现了基于数字滤波器的实时动态误差校正,经实验验证,该补偿滤波器有效地延伸了压电传感器的低频测量范围,提高了弹载传感器的测量精度.     

针对高射频武器系统射频和初速测试方案的电路设计

针对高射频武器射速高、弹幕密集的特点,设计了以光电转换原理为基础的高射频武器射频和速度测量系统。电路硬件以DSP＋CPLD的数据采集和处理模块为核心,在简化了电路的同时,使测试系统实现了较快速的数据处理能力、快速中断响应能力。系统采用USB存储模块和RS232转CAN接口的通信模块完成采集数据的保存和实时传输,增强了系统的可靠性。本文给出了测试方案的电路硬件设计框图和软件流程图,并就其原理进行了说明。实验表明该测试系统可以完成对高射频武器连发弹丸坐标及速度的测试,对多管速射武器等高射频武器的研制开发具有参考价值。     

基于SHT11温湿度测量仪的设计

温湿度测量仪是对环境温湿度进行现场检测的常用仪表,讨论了一种基于SHT11的数字温湿度测量仪的设计方法.该温湿度测量仪的控制系统采用AT89S51单片机,温湿度传感器采用SHT11为主要硬件,通过仿真软件Proteus进行系统仿真与验证,最终实现简易数字式温湿度测量仪的硬件电路与软件程序的设计.实践证明该温湿度测量仪具...     

基于MODBUS协议的车载空气质量检测系统设计

在车联网中,需要对车内空气质量进行检测,结合Modbus协议,设计了一种可拓展的车内空气质量检测系统。该系统以微型控制单元(MCU)STM32F439为主控制核心,采用微控制单元(MCU)STM32F103作为传感器协议适配器,对甲醛浓度传感器、温湿度传感器、PM2.5/PM10传感器等气体传感器进行协议适配,将不同的传感器原生协议统一成一致的协议。基于 Modbus协议通过RS485接口将传感器数据输出给主控制核心,在主控制核心对数据过滤及处理之后,发送给加速处理器(APU),并通过GPRS通信模块实时向服务端上传信息。     

基于ATMEL89S52单片机的三相晶闸管触发电路的设计

本文提出了一种基于ATMEL89S52单片机的三相桥式可控触发电路的设计方法,主要包括三相桥式可控整流电路、同步信号的检测、脉冲的形成与放大以及软件实现等内容.这种方法利用了电压传感器来检测同步信号,取代了以往利用同步变压器、锁相环等方法实现同步信号的检测的方法,所用的硬件电路较为简单,精度较高.     

Research on key techniques of expendable conductivity temperature depth measuring system

This paper analysis the developing of expendable conductivity temperature depth measuring system (XCTD) and introduce its principle of measuring about temperature, salinity and depth of ocean. Some key techniques are put forward. According to the real needs of XCTD, conductivity sensor with high sensitivity is designed by principle of electromagnetic induce, the ocean conductivity from induced electromotive force has been calculated. Adding temperature correction circuit would help to reduce error of conductivity measurement because of sharply changing temperature. Advanced temperature measuring circuit of high precision and the constant current source is used to weaken effect of self-heating of resistance and fluctuation of the source. On respect of remote data transmission, LVDS is a good choice for the purpose of guarantee the quality of data transmitted and the transmission distance is reaching to thousand meters in the seawater. Modular programming method is also brought into this research aimed at improve the stability, reliability and maintainability of the whole measuring system. In February, 2015, the trials in South China Sea demonstrate that the developed XCTD realize effective measurement at a speed of 6 knots and detection depth at 800 m. The consistency coefficient of the acquired data is greater than 0.99 and the success rate of probe launching is above 90%.