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激光陀螺捷联惯导系统数据采集电路分析与设计

作　者: 张岩
导　师: 胡小平
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 捷联惯导系统激光陀螺加速度计时间延迟信号带宽
分类号: TN966
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 328次
引　用: 5次
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内容摘要

激光陀螺捷联惯导系统是当今惯导系统发展的主要方向之一,已经广泛地应用于现役武器装备改造和新型武器系统研制过程。随着激光陀螺和加速度计性能的不断提高,以及高速数字处理器的不断涌现,捷联惯导系统实现的技术关键已经实现。如何采用现有的惯性仪表,得到更高的导航解算精度,成为我们需要面对的问题。本文针对激光陀螺捷联惯导系统的数据采集电路,从信号带宽缩减和时间延迟两个方面分析惯性测量数据对导航解算精度的影响情况。首先在一维运动条件下进行理论分析和仿真验证,然后对于三维运动进行仿真分析,总结出时间延迟对导航计算的显著影响,以及信号带宽对导航精度的改善作用。对惯导系统数据采集电路的滤波器组成和时间延迟情况展开研究,并根据惯导系统的静态实验数据和跑车实验数据对惯性测量数据的频带性质加以分析和验证。最后,在本文分析的基础上,重新对捷联惯导系统的数据采集电路进行设计。

全文目录

图表索引  5-6
摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
第一章绪论  8-12
  1.1 捷联惯性导航系统概述  8-10
    1.1.1 捷联惯性导航系统及其发展  8-9
    1.1.2 激光陀螺捷联惯导系统组成  9
    1.1.3 数据采集电路的研究现状  9-10
  1.2 课题研究的意义  10-11
  1.3 论文的主要工作与结构安排  11-12
第二章激光陀螺捷联惯导系统数据采集的基本方法  12-22
  2.1 二频机抖激光陀螺信号采集  12-16
    2.1.1 激光陀螺原理的简要介绍  12-14
    2.1.2 二频机抖激光陀螺输出信号简要介绍  14
    2.1.3 激光陀螺信号的数据采集方法  14-16
    2.1.4 整周期计数与数字滤波的优缺点  16
  2.2 石英挠性加速度计信号采集  16-21
    2.2.1 石英挠性加速度计的基本原理  16-18
    2.2.2 加速度计信号的数据采集方法  18-20
    2.2.3 I/F转换与A/D采样的优缺点  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章惯性测量数据时间延迟和带宽缩减对导航计算的影响  22-37
  3.1 惯性测量数据采集的主要特征  22
  3.2 一维运动条件下加速度测量数据时间延迟和带宽缩减的影响  22-27
  3.3 惯性测量数据时间延迟和带宽缩减对三维导航系统解算结果的影响  27-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章激光陀螺捷联惯导系统数据采集电路分析与设计  37-53
  4.1 激光陀螺信号采集电路的分析  37-44
    4.1.1 整周期计数在FPGA中的实现及其对陀螺测量数据的影响  37-38
    4.1.2 数字滤波方法在FPGA中的实现及其对陀螺测量数据的影响  38-40
    4.1.3 激光陀螺数据采集电路静态实验数据的功率谱分析  40-41
    4.1.4 激光陀螺数据采集电路跑车实验数据的功率谱分析  41-44
  4.2 加速度计信号采集电路的分析  44-50
    4.2.1 A/D采样方法的实现及其对加速度测量数据的影响  44-47
    4.2.2 I/F转换电路  47
    4.2.3 加速度计数据采集电路的静态实验数据的功率谱分析  47-48
    4.2.4 加速度计数据采集电路的跑车实验数据的功率谱分析  48-50
  4.3 数据采集电路再设计的主要工作  50-52
    4.3.1 激光陀螺采集电路设计  50-51
    4.3.2 加速度计采集电路设计  51
    4.3.3 测量数据的时间同步处理  51-52
  4.4 本章小结  52-53
结论与展望  53-54
致谢  54-55
参考文献  55-56

激光陀螺捷联惯导系统数据采集电路分析与设计

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