基于LabVIEW的组合陀螺性能指标测试系统的设计

论文摘要

光纤陀螺（FOG）是激光陀螺仪的改进型,是新一代角速度传感器。FOG可用于定位、姿态控制和绝对方向的测量,在国民经济和国防建设中起到重要作用,拥有广泛的应用市场。近年来,国内对FOG的研制和工程应用非常重视,光纤陀螺的基本性能和品质的优劣取决于它的性能指标,因此研制一套精确度高,功能齐全的陀螺参数测试系统是现代光纤陀螺进一步发展的重要环节。本文对三轴光纤陀螺和单轴光纤陀螺的性能指标及陀螺组合测试系统的功能进行了全面地阐述,在此基础上,采用NI公司“PXI+测试板卡”硬件平台,结合SGT320E型三轴多功能转台,应用LabVIEW开发软件构建了两发三轴光纤陀螺和六发单轴光纤陀螺组合测试系统。论文详细地论述了测试系统的硬件单元设计和系统软件设计。硬件单元电路包括陀螺供电电源电压/电流监控电路、信号驱动隔离电路、面板逻辑电路；系统软件设计完成了三轴陀螺刻度因数、零偏平均值、零偏稳定性、准备时间等性能指标测试和单轴光纤陀螺零偏、零偏稳定性、标度因数非线性度、分辨率、等性能指标测试的功能。测量结果以数据文件的形式保存。光纤陀螺组合测试系统经实际运行测试表明：系统性能稳定,功能齐全,测量精度高,达到了设计要求,很好地满足了陀螺生产厂家及产品用户的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 光纤陀螺的原理和发展概况
• 1.2 光纤陀螺性能指标测试
• 1.3 虚拟仪器概述
• 1.3.1 虚拟仪器系统的硬件
• 1.3.2 虚拟仪器系统的软件
• 1.3.3 labVIEW编程语言
• 1.4 课题研究背景和意义
• 1.5 论文研究的主要内容
• 2 组合陀螺性能测试系统方案设计
• 2.1 系统功能要求
• 2.2 系统测试项目
• 2.2.1 单轴光纤陀螺检测项目
• 2.2.2 三轴光纤陀螺检测项目
• 2.3 系统组成结构
• 2.4 本章小结
• 3 系统硬件电路设计
• 3.1 系统硬件平台
• 3.1.1 机箱和PXI控制器
• 3.1.2 波形分析卡
• 3.1.3 数据采集卡
• 3.1.4 数字电压表
• 3.2 系统主要单元电路设计
• 3.2.1 面板控制电路
• 3.2.2 供电系统
• 3.2.3 陀螺电压/电流测量保护电路
• 3.2.4 信号隔离驱动电路
• 3.3 印制电路板设计
• 3.4 本章小结
• 4 系统软件设计
• 4.1 光纤陀螺测试开发平台开发工具选择
• 4.2 光纤陀螺性能指标测试方法
• 4.2.1 单轴光纤陀螺的主要性能指标测试方法
• 4.2.2 三轴光纤陀螺的主要性能指标测试方法
• 4.3 系统工作流程
• 4.3.1 软件设计功能框图
• 4.3.2 主程序流程图
• 4.3.3 测试界面工作流程
• 4.4 本章小结
• 5 基于labVIEW的光纤陀螺测试平台设计与实现
• 5.1 虚拟仪器软件开发平台
• 5.2 NI-DAQmx的应用
• 5.2.1 数据采集系统的功能
• 5.2.2 数据采集卡
• 5.2.3 NI-DAQmx
• 5.3 组合光纤陀螺测试平台的总线通讯
• 5.4 转台控制
• 5.5 单轴光纤陀螺测试界面设计
• 5.5.1 供电电路的测量和监控
• 5.5.2 单轴光纤陀螺组合的数据采集和处理
• 5.5.3 测试结果分析
• 5.6 三轴光纤陀螺测试界面设计
• 5.6.1 三轴光纤陀螺的脉冲测试
• 5.6.2 脉宽测试
• 5.6.3 测试结果分析
• 5.7 本章小结
• 6 结论
• 6.1 主要工作的总结
• 6.2 研究工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢