本文關(guān)鍵詞：基于光纖陀螺儀的羅經(jīng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： Sagnac效應(yīng) 尋北算法 S5PV210 光纖陀螺儀羅經(jīng)

【摘要】：隨著光纖通信和光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展,光纖陀螺儀作為一種新型全固體傳感器,具有體積小、啟動(dòng)時(shí)間短、動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。光纖陀螺儀羅經(jīng)能夠?qū)崟r(shí)為船舶、飛機(jī)、汽車等運(yùn)動(dòng)體提供精準(zhǔn)方位航向。本文以Cotex-A8內(nèi)核的S5PV210微型處理器為核心,設(shè)計(jì)了光纖陀螺儀羅經(jīng)系統(tǒng),航向分羅經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其中,光纖陀螺儀羅經(jīng)系統(tǒng)主要包括:前置放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字邏輯電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大器電路等。光纖陀螺儀信號(hào)的采集使用了AD9220芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,光纖陀螺儀反饋信號(hào)的調(diào)理采用了DAC8512+LM358方案。導(dǎo)航數(shù)據(jù)解算部分,設(shè)計(jì)了S5PV210外圍電路,主要包括電源電路、電源監(jiān)控及復(fù)位電路、EEPROM和NAND Flash存儲(chǔ)電路、RS422串口通信電路。航向分羅經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,采用了以Cotex-M3為內(nèi)核的STM32F103RET6作為主控芯片,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的有兩個(gè):第一,通過(guò)IEC61162協(xié)議與S5PV210導(dǎo)航解算模塊進(jìn)行通信,將接收到的航向信息通過(guò)I2C協(xié)議驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管來(lái)顯示航向。第二,運(yùn)用IR2117+IRF540方案去驅(qū)動(dòng)分羅經(jīng)表盤。最后,本文利用三軸慣性導(dǎo)航測(cè)試平臺(tái)和基于Visual C++6.0為開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)的上位機(jī)測(cè)試軟件,完成了光纖陀螺儀性能測(cè)試實(shí)驗(yàn),包括光纖陀螺儀標(biāo)度因數(shù)和零偏穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上,完成了光纖陀螺儀羅經(jīng)系統(tǒng)的二位置尋北實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的光纖陀螺儀羅經(jīng)初步具備尋北能力,達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：Sagnac效應(yīng) 尋北算法 S5PV210 光纖陀螺儀羅經(jīng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V241.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景及選題意義11-13
• 1.1.1 光纖陀螺儀簡(jiǎn)介11-12
• 1.1.2 光纖陀螺儀與傳統(tǒng)機(jī)械陀螺儀的區(qū)別12
• 1.1.3 選題的意義12-13
• 1.2 光纖陀螺發(fā)展研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 陀螺羅經(jīng)發(fā)展及應(yīng)用14-15
• 1.4 課題的研究?jī)?nèi)容及主要章節(jié)安排15-17
• 第2章 光纖陀螺儀原理及尋北方案17-31
• 2.1 光纖陀螺儀理論基礎(chǔ)及工作原理17-21
• 2.1.1 理論基礎(chǔ)-Sagnac效應(yīng)17
• 2.1.2 真空?qǐng)A形環(huán)路中的Sagnac效應(yīng)17-19
• 2.1.3 介質(zhì)圓形環(huán)路中的Sagnac效應(yīng)19-20
• 2.1.4 光纖陀螺儀工作原理20-21
• 2.2 常用坐標(biāo)系及坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換關(guān)系21-25
• 2.2.1 常用坐標(biāo)系21-23
• 2.2.2 坐標(biāo)系間的關(guān)系23-25
• 2.3 光纖陀螺儀羅經(jīng)尋北原理及尋北方案25-30
• 2.3.1 單陀螺二位置尋北25-26
• 2.3.2 雙陀螺二位置尋北26-27
• 2.3.3 單陀螺四位置尋北27-28
• 2.3.4 雙陀螺四位置尋北28-29
• 2.3.5 多位置尋北29
• 2.3.6 光纖陀螺儀尋北方案的比較29-30
• 2.4 小結(jié)30-31
• 第3章 光纖陀螺儀羅經(jīng)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)31-49
• 3.1 光纖陀螺儀信號(hào)處理硬件系統(tǒng)31-38
• 3.1.1 前置放大電路硬件電路設(shè)計(jì)31-33
• 3.1.2 陀螺儀光信號(hào)A/D采樣硬件設(shè)計(jì)33-36
• 3.1.3 陀螺反饋信號(hào)D/A轉(zhuǎn)換及運(yùn)算放大電路設(shè)計(jì)36-38
• 3.2 尋北解算與主控制器硬件電路設(shè)計(jì)38-47
• 3.2.1 S5PV210電源電路設(shè)計(jì)39-40
• 3.2.2 電源監(jiān)控及復(fù)位設(shè)計(jì)40-41
• 3.2.3 配置和存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)41-42
• 3.2.4 NAND Flash硬件設(shè)計(jì)42-44
• 3.2.5 串口通信電路設(shè)計(jì)44-47
• 3.3 總結(jié)47-49
• 第4章 航向分羅經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-63
• 4.1 電源電路設(shè)計(jì)49-52
• 4.1.1 110V~220V AC轉(zhuǎn) 24V DC電源50
• 4.1.2 24V轉(zhuǎn) 5V、3.3V電源部分50-52
• 4.1.3 電源自動(dòng)切換電路52
• 4.2 光纖陀螺儀羅經(jīng)與STM32F103RET6串口通信52-54
• 4.2.1 IEC61162協(xié)議52-54
• 4.3 數(shù)碼管&鍵盤顯示電路設(shè)計(jì)54-56
• 4.3.1 ZLG7290外圍電路設(shè)計(jì)54-55
• 4.3.2 數(shù)碼管&鍵盤顯示電路55-56
• 4.4 航向分羅經(jīng)主控電路設(shè)計(jì)56-62
• 4.4.1 STM32F103RET6外圍電路設(shè)計(jì)56-58
• 4.4.2 分羅經(jīng)表盤三相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)58-62
• 4.5 總結(jié)62-63
• 第5章 光纖陀螺儀羅經(jīng)系統(tǒng)尋北實(shí)驗(yàn)測(cè)試63-73
• 5.1 慣性導(dǎo)航測(cè)試平臺(tái)介紹63-65
• 5.2 基于Visual C++6.0 上位機(jī)測(cè)試軟件65-68
• 5.2.1 模擬GPS信號(hào)輸入模塊66
• 5.2.2 串口設(shè)置模塊66-67
• 5.2.3 數(shù)據(jù)保存模塊67
• 5.2.4 上位機(jī)主界面67-68
• 5.3 二位置尋北實(shí)驗(yàn)68-72
• 5.3.1 光纖陀螺儀性能測(cè)試68-71
• 5.3.2 光纖陀螺儀羅經(jīng)二位置尋北實(shí)驗(yàn)71-72
• 5.4 總結(jié)72-73
• 總結(jié)與展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-81
• 致謝81

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