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基于DSP的光纤陀螺捷联惯导数字信号处理系统

李迪  
【摘要】: 随着惯性仪器、仪表技术的发展,光纤陀螺仪结构简单,性能稳定性显著提高,以及其成本低,体积小,重量轻等优点,使其尤其适合捷联式惯性导航系统的应用。本文以实际工程为背景,完成了基于DSP的光纤陀螺捷联惯导数字信号处理系统的软硬件设计。 论文简要分析了捷联惯导系统的基本原理,给出了捷联惯导系统的数学模型,介绍了光纤陀螺的工作原理。本文重点完成了光纤陀螺捷联惯导系统数字信号处理部分的硬件、软件设计,其共分为以下三个部分。首先设计了以高分辨率模数转换器ADC和FPGA为核心的高精度加速度计数字读出电路。本文引入了电子设计自动化(EDA)技术,在EDA平台上使用硬件描述语言(VHDL)完成对硬件功能描述,使硬件设计更加灵活。 其次,以高性能数字信号处理器(DSP)—TMS320C32为基础,设计了本系统的硬件基础—数字信号采集处理板。为了实现系统功能,系统板在硬件上主要具备了以下结构:1)外部扩展存储器系统;2)陀螺反加速度计接口电路;3)通用异步串行口电器(UART);4)程序引导装载电路;5)译码反复位电路;6)JTAG接口。 最后,在系统硬件电路板的基础上,以TMS320C3X汇编语言和C语为工具,编写了用于程序引导装载的BOOT文件,软件实现了UART和捷联算法。 根据本系统特点在设计中,使用外部中断的方式采集数据,对原始数据平均滤波方法,以及在中断处理中以定时方式进行数据解算,都具备了一定的创新意义。 在系统实验与调试过程中,系统软硬件工作可靠,实现了捷联惯导的功能,为工程应用奠定了基础。


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