光纤陀螺数字信号处理系统研究与实现

论文题目: 光纤陀螺数字信号处理系统研究与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 吴军伟

导师: 郝燕玲

关键词: 光纤陀螺,相位调制,阶梯波,数字信号处理

文献来源: 哈尔滨工程大学

发表年度: 2005

论文摘要: 高精度光纤陀螺是导航与制导系统的主要组成部分,它是基于Sagnac效应而发展起来的角速率传感器,通过测量沿光纤线圈顺、逆时针传输的两束光的光程差来间接地测量陀螺的旋转角速度。其高精度、高灵敏度、高稳定性、大动态范围、小体积、易集成等优点,以及其在军事及民用领域的广阔的应用前景,使其成为近年来国内、外光纤传感器领域的一个研究热点。本文首先介绍了光纤陀螺的国内外发展动态和工作原理,并详细分析了影响光纤陀螺精度的主要因素,比较了各种实现方案的优缺点,从而确定了基于阶梯波调制技术的全数字闭环方案;其次,采用了TI公司的新一代高速DSP,设计了光纤陀螺数字信号处理的软、硬件系统,采用了多种切实可行的滤波算法和数字信号处理技术,有效的提高了信号处理的精度;最后,结合光纤陀螺光路部分对所设计的信号处理系统进行了测试并给出了测试结果和主要性能指标。实验结果表明,系统达到了理想的精度,具有很高的实用价值,为光纤陀螺精度的进一步提高打下了坚实的基础。

论文目录:

第1章绪论

1.1 光纤陀螺的国内外发展动态

1.2 光纤陀螺的优点

1.3 光纤陀螺在惯性导航中的重要性

1.4 数字信号处理器的发展

1.5 论文的意义及主要研究内容

第2章光纤陀螺的原理及实现方法研究

2.1 引言

2.2 光纤陀螺的分类

2.3 Sagnac效应

2.4 信号检测方法研究

2.5 几种数据处理实现方案的比较

2.6 噪声的来源及去除方法

2.7 本章小结

第3章硬件系统设计

3.1 引言

3.2 整体方案设计

3.3 A/D的选取及前端检测电路设计

3.3.1 光电转换器

3.3.2 采样放大电路

3.3.3 A/D转换电路的实现

3.4 信号处理器的选取

3.5 后端接口电路设计

3.5.1 D/A的选取

3.5.2 UART的设计

3.5.3 同步串行通讯接口设计

3.6 本章小结

第4章软件系统设计

4.1 引言

4.2 软件设计思想及流程

4.3 C语言编译环境CCS2.21

4.4 基于F28X C语言设计的几个关键问题

4.4.1 DSP的C语言规则

4.4.2 CMD文件的编写

4.4.3 C语言中对寄存器的定义和地址的操作

4.4.4 中断方式及实现方法

4.5 FLASH的烧写及BOOTLOADER

4.6 FOG信号处理系统实现中的几个关键问题

4.6.1 系统的时序控制

4.6.2 几种滤波方式的比较及实现

4.6.3 陀螺数据的频谱分析及FIR滤波

4.6.4 方波和阶梯波的生成

4.6.5 DSP接口程序的编写

4.7 本章小结

第5章光纤陀螺测试方法研究及测试结果

5.1 引言

5.2 主要性能指标

5.3 测试方法研究

5.4 测试结果及分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

发布时间: 2005-10-21

参考文献

[1].干涉式光纤陀螺信号处理和检测的研究[D]. 陈晓深.安徽理工大学2009
[2].全数字闭环干涉式光纤陀螺信号处理的研究[D]. 李建.哈尔滨工程大学2002
[3].慢光光纤陀螺信号检测电路设计[D]. 刘博超.哈尔滨工业大学2008
[4].干涉式光纤陀螺数学模型的研究[D]. 王继奎.长春理工大学2009
[5].新型再入式光纤陀螺及光学时分复用技术研究[D]. 于海群.哈尔滨工程大学2007
[6].光纤陀螺光电信号的分析与采集[D]. 王立辉.哈尔滨工程大学2005
[7].光纤陀螺信号处理线路FPGA实现[D]. 边志强.哈尔滨工业大学2008
[8].干涉式光纤陀螺的噪声分析及实验研究[D]. 秦一帆.天津大学2007
[9].光纤陀螺的测试及智能故障诊断系统的研究[D]. 尹楚雄.中国民航大学2013
[10].光纤陀螺寻北仪关键技术的研究[D]. 刘宇波.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）2008

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