动力调谐陀螺寿命试验智能控制系统的设计与研究

论文摘要

随着航天技术的不断发展,提高飞行器导航系统的可靠性越来越受到重视。作为惯性导航系统的核心器件,陀螺仪的性能好坏,对惯导系统能否可靠的工作起着至关重要的作用。要提高空间飞行器及武器系统的可靠性,降低系统运行风险,必须对陀螺仪进行寿命试验。本文针对动力调谐陀螺仪寿命试验提出的智能化要求,设计了寿命试验智能控制系统。该系统可以同时对四个通道的陀螺电源参数和陀螺运行参数进行测试和跟踪,各通道互相独立,互不干扰。系统可以长期、连续无人值守工作,完成寿命试验数据采集、显示、判读、通讯、贮存、管理等功能,具有各种故障模式的自动诊断能力,参数出现异常时,系统可根据故障类型自动进行处理,确保陀螺安全。硬件部分根据系统功能要求,设计了陀螺再平衡回路,温度控制电路,陀螺电源检测电路,二相电机电流检测电路和陀螺力矩输出电流检测电路。软件部分的功能主要包括模拟参数的采集,继电器及参数显示的控制,以及数据库的设计。针对数据采集过程中的噪声干扰,基于自适应滤波理论,设计了一种数字滤波器。该滤波器采用LMS自适应算法,通过软件实现,经过与其他数字滤波方法的比较分析,该滤波器具有良好的性能。最后,进行了系统的联调和测试,并给出一些改进系统性能的具体措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 动力调谐陀螺仪概述
• 1.3 基于计算机的监控系统概述
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 自适应滤波基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 自适应滤波基本理论
• 2.3 LMS 自适应算法
• 2.4 本章小结
• 第三章 寿命试验智能控制系统的总体设计方案
• 3.1 引言
• 3.2 系统的设计要求
• 3.2.1 功能要求
• 3.2.2 性能要求
• 3.3 系统的总体设计方案
• 3.3.1 系统硬件总体方案
• 3.3.2 系统软件总体方案
• 3.3.3 系统的工作模式
• 3.3.4 系统的可靠性保障
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统的硬件电路设计
• 4.1 引言
• 4.2 动力调谐陀螺的再平衡回路设计
• 4.2.1 再平衡回路的基本原理
• 4.2.2 模拟再平衡回路的电路设计
• 4.3 数据采集电路的设计
• 4.3.1 A/D 采集卡和数字量I/O 卡
• 4.3.2 陀螺电源检测电路
• 4.3.3 陀螺电机电流采集电路
• 4.3.4 力矩器输出电流采集电路
• 4.4 功能控制电路的设计
• 4.4.1 继电器控制电路
• 4.4.2 面板开关控制及指示灯电路
• 4.5 动力调谐陀螺仪的温度控制
• 4.5.1 温度对动力调谐陀螺仪的影响
• 4.5.2 温控电路的设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统的软件设计及数字滤波算法研究
• 5.1 引言
• 5.2 系统的软件设计
• 5.2.1 继电器的控制设计
• 5.2.2 参数采集设计
• 5.2.3 数据库设计
• 5.3 系统中数字滤波算法的设计
• 5.3.1 几种常用的数字滤波算法
• 5.3.2 系统中LMS 自适应滤波器的设计
• 5.4 系统的性能调试
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间研究成果