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基于FPGA的MEMS航姿测量系统设计
| 论文题名： | 基于FPGA的MEMS航姿测量系统设计 |
| 关键词： | 水下载体;电子罗盘;航姿测量;隧道磁阻效应 |
| 摘要： | 指南针自古以来就是人们导航定向的重要工具。随着科技的发展，电子罗盘产品以其独有的优良特性，逐渐替代了传统指南针，广泛应用于航海、勘测、户外探险等领域。针对水下载体测向导航应用方向，本论文以新型电子罗盘为研究目标，设计了一套由三轴磁力仪和三轴加速度计构成的航姿测量系统。 首先，利用地球磁场模型，深入研究基于电子罗盘的航向、姿态测量原理，形成系统总体设计方案和目标。其次，通过对比各类磁敏感器和加速度计的优缺点，根据系统设计指标选取三轴矢量磁传感器（TMR2309）和MEMS加速度计(ADXL355)作为核心敏感元件，构建航姿测量系统硬件平台。硬件设计是本论文的主要工作，包括:硬件系统的方案论证、芯片选型、电路设计、功能仿真及验证、参数优化、电路调试;基于FPGA的信息采集和数据处理模块设计、仿真、调试。之后，开展了软件滤波算法、误差补偿校正算法和航向角计算等工作，实现了高频干扰抑制、航向角平滑输出。最后，在水平和倾斜两种状态下，对系统进行方位角测量实验，经椭圆拟合，获得磁场干扰误差参数。 本课题的研究实现了航姿测量系统原理性样机设计，测试结果验证了三轴矢量磁阻传感器在电子罗盘中应用的可行性，有利于推进微型化电子罗盘在水下无人航行器等载体上的应用。 |
| 作者： | 郑万喜 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 于强;刘建锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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