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三轴陀螺数据采集系统设计(2)

时间:2019-03-17 21:29来源:毕业论文
光纤陀螺在制导武器的机载惯性导航系统中得到了应用,能够精确地测量飞行器的方位角速度和俯仰角速度,计算出制导武器所需的初始资料,从而使得导


光纤陀螺在制导武器的机载惯性导航系统中得到了应用,能够精确地测量飞行器的方位角速度和俯仰角速度,计算出制导武器所需的初始资料,从而使得导弹能准确地打击目标。
惯性技术的使用在现在的国防科技中占据的位置十分重要,并大量地使用于航空航天、导弹、飞机、舰船与车辆的导航、航行姿态和航行方向的自动控制、自动搜寻制导的自动控制、稳定瞄准,稳定成像系统等地方,惯性技术的使用能够完成运载体自主的测量。要达到定位导航的自主性。只知道运载体的原始位置,利用加速度计和陀螺仪测出线性加速度和旋转角速度,再对测量值进行积分运算就可以知道运载体的姿态和轨迹[2]。光纤陀螺仪作为重要的惯性传感器,用于测量物体的角速度,惯性系统的性能很大程度上由光纤陀螺仪决定。
光纤陀螺技术在煤炭的开采方面起到了十分显著的功效。为确保煤矿安全生产,获得纯净能源,煤层回采前必须抽掉瓦斯,煤矿井下瓦斯主要经过钻孔抽放[4]。随着对煤矿开采要求的提高,交替地钻掘的矛盾日益突出,对瓦斯抽放钻孔提出了减少钻孔时间的建议,降低人员劳动的强度,施工效率的提高等要求[5]。光纤陀螺惯性测量技术是采用光纤陀螺为核心传感器,应用惯性导航原理实现载体姿态、位置和速度连续测量的技术,将光纤陀螺惯性测量技术应用到钻机姿态测量中,可以实现调整钻机姿态的同时进行高精度测量,即“调整-测量”同时进行,这样替代了原来的人工测量方法调整钻机姿态[6],“调整-测量-再测量-再调整”。既使钻孔调整时间得到了节约,施工效率又得到了提高!
光纤陀螺在不同领域的应用如图1.1所示。

表1.1[2] 光纤陀螺在不同零偏稳定性情况下的应用领域
零偏稳定性(°/h)    应用领域
>10    陆地交通工具导航,天线稳定装置,照相机或者机器人姿态控制
1-10    无人驾驶飞机,战术导弹制导
0.1-1.0    导航参考系统,卫星姿态测试
0.01-0.1    卫星定位,航空器导航,地球测量,火炮捷联惯导
0.001-0.01    航空航天惯导系统,航海导航
<0.001    高精度瞄准与跟踪,精密航天器应用
1.2  单片机430的发展和概况
TI公司生产的单片机MSP430是一款16位微控制器,在1996年被应用于市场,低功耗是它的显著特性。因为该芯片除微控制器,还集成了很多不同功能的数字外设和模拟外设,故而称为混合的信号处理器。由于片上外设资源丰富,最大限度地减少了外围电路设计,极大地方便了用户使用。所以意义上是一款真正“单片机”。
MSP430是16位单片机,共有51个指令,利用存储空间,统一编址,他有7种寻址方式和大量的寄存器。MSP430单片机典型特点有卓越性能、低功耗、丰富的资源、开发简单、成本低、稳定[7]。
MSP430F1XX系列单片机是一种16位的单片机。它具有集成度高、外围设备丰富、超低功耗等优点,因此在除超低功耗外等许多领域内得到了广泛的应用。特别是它的超低功耗特性,是目前其他单片机不可比拟的。由于MSP430F1XX系列单片机的最高频率可以工作到8MHz,指令执行的时间只需要4个机器周期,是51系列单片机远远达不到的,因此该系列单片机具有非常强的处理能力,最高可以达到2MIPS,非常适合一些对处理要求比较高的嵌入式系统。
MSP430F1XX系列单片机支持采用汇编语言和C语言进行开发。采用C语言开发可以大大提高开发效率,缩短开发周期,并且采用C语言开发的程序具有非常好的可读性和移植性,因此使用C语言开发MSP430F1XX系列单片机非常方便,而且适用于MSP430F1XX系列单片机的C语言与标准C语言兼容度高,IAR公司提供的Embedded Workbench集成开发环境人机界面友好,能对C语言开发进行很好的支持,因此本书的程序都是采用C语言进行开发的。 三轴陀螺数据采集系统设计(2):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_31175.html
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