电信技术论文_某组合导航系统电气设计与实现

文章目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 设计背景及意义

1.2 国内外现状

1.3 本文主要工作及章节安排

第二章 某组合导航系统的总体设计方案

2.1 某组合导航系统需求分析

    2.1.1 功能需求

    2.1.2 主要技术指标

2.2 某组合导航系统总体设计方案

    2.2.1 系统硬件电路设计方案

    2.2.2 底层功能软件设计方案

2.3 主要器件选型论证

第三章 某组合导航系统硬件电路设计

3.1 主电源模块设计

3.2 导航解算模块设计

    3.2.1 内部供电电路设计

    3.2.2 电平转换电路设计

    3.2.3 模数转换电路设计

    3.2.4 信号放大电路设计

    3.2.5 串口通信电路设计

    3.2.6 数据选择电路设计

3.3 时序开伞控制模块设计

3.4 爆炸螺栓控制模块设计

3.5 电池电量指示模块设计

3.6 本章小结

第四章 某组合导航系统底层功能软件设计与实现

4.1 MEMS陀螺仪模块设计

    4.1.1 SPI接口简介

    4.1.2 ADIS16130 工作方式

    4.1.3 陀螺仪控制模块设计

4.2 模数转换控制模块设计

    4.2.1 AD7606 工作原理

    4.2.2 ADG1609 工作原理

    4.2.3 模数转换模块逻辑设计

4.3 串口通信模块设计

    4.3.1 UART协议简介

    4.3.2 串口接收模块设计

    4.3.3 串口发送模块设计

    4.3.4 串口控制模块设计

4.4 组合导航解算程序实现

    4.4.1 组合导航解算基本原理

    4.4.2 组合导航解算程序流程

4.5 时序开伞控制程序实现

4.6 本章小结

第五章 某组合导航系统调试与测试

5.1 系统调试

5.2 系统测试

    5.2.1 硬件测试平台

    5.2.2 软件测试环境

    5.2.3 系统测试方案

5.3 系统测试结果及分析

    5.3.1 内场测试结果及分析

    5.3.2 外场测试结果及分析

5.4 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的科研成果

文章摘要:随着现代科学技术和军工科研技术的快速发展,航海、航空、航天等领域对导航系统综合性能的要求越来越高。半导体技术和计算机技术的发展,使得各军工企业和科研机构对包含多种导航设备的组合导航系统的研究也不断深入。由于实际应用场景的不同,导航系统的设计指标也不尽相同。针对特定应用场景设计出精准快速的导航系统并实现相应控制功能,已经成为组合导航领域的重要科研方向之一。本文结合某军工科研具体工程要求,完成了以惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）和全球定位系统（Global Positioning System,GPS）为核心的组合导航系统的电气设计,实现了对试验弹下落过程中速度、位置和姿态等信息的实时快速准确测量、存储,且增加了根据采集到的运动信息进行开伞控制的功能。本文详细分析了组合导航系统功能需求,根据功能需求和性能指标提出了可行的总体设计方案,并对该方案中所用的主要器件进行了论证;根据总体设计方案对系统硬件电路进行了详细设计,主要包括主电源模块设计、导航解算模块设计、时序开伞控制模块设计、爆炸螺栓控制模块设计、电池电量指示模块设计等;完成了底层功能软件设计,主要利用FPGA控制各外部设备,实现了数据采集、数据整合存储和各模块之间通信的功能,并利用ARM完成了组合导航解算和时序开伞控制功能。本系统经过多次调试和测试,测试结果表明本组合导航系统可以快速准确地采集到试验弹从投放到落地期间的速度、位置和姿态等信息,并完成开伞控制功能,实现了精度高、体积小、成本低的设计要求,达到了预期的设计目标。

文章关键词:

论文分类号:TN967.2

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