觀瞄系統在多種領域應用廣泛,對性能要求較高。定向平臺作為觀瞄系統的核心裝置,對觀瞄系統的高性能發(fā)揮起著至關重要的作用。定向方法作為設計定向平臺的理論依據對于定向平臺性能影響深刻。其中基于地磁場的定向方法因穩(wěn)定性與實時性高成為定向平臺設計的主要方法依據。而基于地磁定向方法設計的定向平臺易受外界磁干擾產生定向誤差。本課題旨在設計基于地磁定向方法的定向平臺,在此基礎上完成地磁定向抗干擾的技術研究。本文首先完成定向平臺硬件設計,在硬件設計基礎上完成嵌入式軟件設計,針對定向角度誤差較大的問題,完成誤差補償與抗干擾算法的技術研究,并將該技術移植至嵌入式平臺,最后完成定向平臺的功能測試與分析。硬件部分設計了主控基于STM32、傳感器基于MPU6050與預留某款高精度磁傳感器的定向平臺底板與基于AD7175-8BCPZ的ADC采樣子板。嵌入式軟件部分針對硬件相關設計完成了定向平臺初始化、傳感器數據采集、數據傳輸與通信及誤差補償與抗干擾算法的軟件實現。誤差補償與抗干擾算法部分首先介紹了基于加速度計與磁傳感器數據的姿態(tài)解算算法及基于陀螺儀數據積分的姿態(tài)解算算法,之后設計了加速度計誤差補償算法與磁傳感器誤差... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 國內外研究現狀及分析
        1.2.1 國內外地磁定向技術發(fā)展現狀
        1.2.2 國內外地磁定向平臺發(fā)展現狀
        1.2.3 國內外研究現狀綜述
    1.3 課題研究的主要內容
第2章 地磁定向平臺硬件設計
    2.1 器件選型與方案設計
        2.1.1 器件選型
        2.1.2 硬件設計方案
    2.2 功能模塊硬件設計
        2.2.1 STM32最小系統設計
        2.2.2 傳感器功能模塊設計
    2.3 外圍電路設計
        2.3.1 供電與電壓轉換電路
        2.3.2 通信與顯示模塊設計
    2.4 ADC電路設計
        2.4.1 基準電壓產生電路
        2.4.2 4-20mA電流轉電壓電路
        2.4.3 ADC核心電路
        2.4.4 電源及擴展電路
    2.5 定向平臺與ADC子板PCB設計
    2.6 本章小結
第3章 地磁定向嵌入式軟件設計
    3.1 軟件主流程
    3.2 基本軟件功能實現
        3.2.1 傳感器數據采集
        3.2.2 數據傳輸通信與顯示
    3.3 誤差補償與姿態(tài)解算
        3.3.1 加速度計誤差補償軟件設計
        3.3.2 磁傳感器誤差補償軟件設計
        3.3.3 姿態(tài)解算與方向角誤差補償軟件設計
    3.4 本章小結
第4章 地磁定向抗干擾算法研究
    4.1 抗干擾算法總體設計方案
    4.2 姿態(tài)解算算法
        4.2.1 基于加速度計與磁傳感器數據的姿態(tài)解算
        4.2.2 基于陀螺儀數據的姿態(tài)解算
    4.3 傳感器誤差補償與抗干擾算法
        4.3.1 加速度計誤差補償
        4.3.2 磁傳感器誤差補償與抗干擾算法
    4.4 角度誤差補償算法
        4.4.1 基于單環(huán)PI控制的Mahony互補濾波算法
        4.4.2 基于擴展卡爾曼濾波的角度誤差補償算法
    4.5 本章小結
第5章 功能測試與分析
    5.1 地磁定向平臺硬件測試
    5.2 地磁定向平臺軟件測試
    5.3 地磁定向抗干擾算法測試
        5.3.1 加速度計誤差補償算法測試
        5.3.2 磁傳感器誤差補償算法測試
        5.3.3 互補濾波角度補償算法測試
        5.3.4 角度誤差測試
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3183676