论文摘要
航向信息是载体运行中一个非常重要的参数。随着其应用领域的拓宽和科学技术的发展,对航向信息的精度和可靠性的要求也越来越高。磁航向系统是一种利用地磁场来测量载体航向信息的系统,具有体积小、精度高、工作性能稳定的特点,但却有易受外界磁场干扰的固有缺陷。而惯性器件角速度陀螺恰恰具有不受环境磁场影响的特性。基于此,本文研究的组合航向系统,就采用单片机作为控制器,以磁罗盘作为航向测量的主传感器,以角速度陀螺作为辅传感器,将两种传感器组合起来,共同测量载体的航向信息。本文完成了组合航向系统原理样机实验板的研制工作,内容包括系统硬件部分的设计、制作、调试和软件部分程序的编写。该系统以单片机作为控制核心,利用差分磁罗盘和角速度陀螺来采集载体航向数据,将这些数据进行相应的处理后,再以UART的串口通信方式传输给外设接口。实验证明该组合航向系统具有体积小、重量轻、工作性能可靠的特点,并有效地提高了航向测量的精度,可以应用于直升机、地面车辆系统等航向测量领域。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 引言1.2 捷联式磁航向系统1.3 组合航向系统1.4 课题研究目的和意义1.5 本文的主要内容第二章 组合航向系统的传感器2.1 数字磁罗盘:HMR33002.1.1 磁阻传感器2.1.2 数字磁罗盘HMR33002.2 角速度陀螺:CRS032.3 本章小结第三章 传感器的误差分析与补偿3.1 磁罗盘的误差分析与补偿3.1.1 误差分类3.1.2 误差分析3.1.3 误差补偿3.1.4 实验结果分析3.2 角速度陀螺的误差分析与补偿3.2.1 误差分析3.2.2 误差补偿3.3 本章小结第四章 组合航向系统的硬件设计4.1 主要器件选择方案4.1.1 传感器的选择4.1.2 微处理器的选择4.1.3 外围器件的选择4.2 主要硬件电路的设计4.2.1 数字磁罗盘板的设计4.2.2 角速度陀螺的安装4.2.3 微处理器的应用4.2.4 数据采集电路的设计4.2.5 串行通信电路的设计4.2.6 电源模块的设计4.3 本章小结第五章 组合航向系统的软件设计5.1 软件总体框架5.2 软件开发语言5.3 软件编程环境5.3.1 IDE 环境简介5.3.2 软件编写与调试5.4 主要软件程序的模块设计5.4.1 初始化模块5.4.2 SPI 串口通信模块5.4.3 UART 通信模块5.4.4 陀螺温度采集模块5.4.5 数据压缩模块5.4.6 陀螺角度积分模块5.5 本章小结第六章 组合航向系统的调试与结果分析6.1 硬件电路调试6.1.1 复位电路的调试6.1.2 运算放大器的调试6.1.3 硬件电路的测试端口问题6.2 软硬件联调6.2.1 数字磁罗盘的数据采集的调试6.2.2 SPI 通信的调试6.3 实验结果分析6.3.1 实验装置6.3.2 实验过程和方法6.3.3 动态干扰磁场的识别方法6.3.4 实验现象和结果分析6.4 本章小结第七章 论文总结7.1 本文的主要工作7.2 后续研究工作展望参考文献致谢在学期间的研究成果及发表的学术论文攻读附录
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标签:组合航向系统论文; 数字磁罗盘论文; 角速度陀螺论文; 罗差论文; 误差补偿论文; 微处理器论文;