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微惯性组合惯导系统设计与实现

吴岩  
【摘要】: 微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、航海、汽车、生物医学、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。本文进行了基于MEMS惯性器件、数字信号处理器(DSP)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的微惯性组合惯导系统设计的研究工作。 本文首先分析了课题的研究背景、意义及课题来源,确定了本系统的实际研究意义;通过分析微惯性测量单元(MIMU)与全球卫星定位系统(GPS)的特点与互补性,确定了本系统的整体方案;通过对系统各电路模块设计,构建了微惯性组合惯导系统,并对MEMS传感器进行了标定及误差补偿。在充分的理论基础之上,构建了基于MEMS器件、以DSP+CPLD为主控制器的微惯性组合惯导系统。 该方案以高性能浮点数字信号处理器TMS320C6713为导航计算机,充分的发挥了其处理复杂算法速度快、精度高的优势;以MEMS器件为惯性测量装置,则使得系统兼顾小型化和精度要求。本系统经过完善的软件与硬件调试,成功完成了预期任务,所得到的试验结果经过进一步的处理满足了应用需求。该系统具有高性能、小型化、低成本、低功耗等优点,符合MEMS技术领域的发展方向。


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