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光纤陀螺捷联惯导系统硬件平台的研究与设计
| 论文题名： | 光纤陀螺捷联惯导系统硬件平台的研究与设计 |
| 关键词： | 光纤陀螺;导航解算;捷联惯性;萨格奈克效应;平台系统 |
| 摘要： | 光纤陀螺作为一种新型的惯性测量器件，它具有体积小、灵敏度高、动态测量范围宽、集成度高等优点，是未来船舶导航的发展方向之一。而作为处理导航解算的硬件平台显得尤为重要，一个性能稳定，可靠性高，处理能力强的平台，可以简化整个系统复杂度，为软件算法的编写提供了便利。 本文以光纤陀螺的基本原理与捷联惯性导航系统为研究基础，分析了光纤陀螺的特性，介绍了干涉式光纤陀螺的基本原理，介绍了萨格奈克效应，对光纤信号进行检测与处理，阐述了捷联惯性导航系统，分析了捷联系统与平台系统的不同之处。 对系统进行需求分析，从功能和性能两方面进行了分析，从运算速度、精度、功耗、体积等几个方面考虑，提出了总体方案设计，以DSP(TMS320C6747)为核心，FPGA(EP3C25F256)为辅的光纤陀螺捷联惯性导航系统硬件平台的结构方案，DSP主要用于导航解算，FPGA主要用于采集加速度计与陀螺仪的数据，二者相互补充，各自发挥特点。FPGA与DSP的数据通信是本文设计的关键，为此，提出了一种结构简单、传输速度快的双机通信方法，通过DSP的EMIFB(专用于SDRAM扩展)接口扩展FPGA，FPGA响应SDRAM的时序，完成二者通信。设计了系统主体电路，满足了电磁兼容的基本要求。 软件部分，利用FPGA完成了对加速度与陀螺仪的数据的采集，对时序进行了软件仿真；编写了E2PROM的测试程序，分析了DSP的“bootloader”机制，利用E2PROM完成了程序的加载，编写了XR16C2850的驱动程序，实现了数据的接收与发送，对各个功能模块进行了测试，并进行了系统联调。 最后，对硬件平台进行分模块调试与总体调试，根据系统的功能要求，编写整个系统的测试程序，验证硬件平台的基本功能、性能以及稳定性。对整个系统做出评价，得出结论。 |
| 作者： | 娄少锋 |
| 专业： | 精密仪器及机械 |
| 导师： | 孙枫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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