基于ARM处理器的航姿参考系统的设计

基于ARM处理器,以低精度MEMS传感器组件为基础,研究与设计了一种微型MEMS姿态与航向参考系统(AHRS)。首先,基于ARM处理器,针对某型号微小型直升机搭建了姿态与航向系统的系统框架,并根据实际应用,进行了系统的工程化设计。其次,基于状态方程,进行了扩展卡尔曼滤波,提高了系统的精度与可靠性。最后,介绍了系统的软硬件设计。     

一种面向捷联航姿系统的模糊全阻尼算法

提出了一种新的模糊全阻尼算法.根据控制理论的思想,该算法在系统3个回路中分别加入不同的阻尼反馈网络,通过引入磁航向信息和充分利用系统本身速度信息来阻尼有害信息.由于水平回路阻尼网络的使用有一定的限制条件,系统设计了模糊控制器来控制阻尼网络的使用.仿真和试验证明:模糊全阻尼算法明显抑制了舒拉周期振荡和傅科周期振荡,有效地提高了捷联航姿系统的精度.     

基于对偶四元数的航姿系统姿态更新算法研究

以微小型捷联航姿参考系统为研究对象,建立基于对偶四元数的导航系统姿态更新解算参数模型。该方法区别于描述刚体纯旋转变换的四元数方法,将载体系与地理系之间坐标转换的旋转与平移过程进行统一、融合,通过建立最小方差目标方程,求解最优的姿态更新矩阵。构建Kalman滤波方程,最终确定载体姿态,航向角实时信息。仿真表明,对偶四元数所建姿态四元数误差的均值与均方差均小于0.002。Kalman滤波器构造符合实际系统要求,在传感器测量精度有限的情况下,可使俯仰角、横滚角、航向角误差分别减小到0.1°,0.1°,0.2°。     

数据采集卡译码电路的设计方法

介绍了捷联航姿系统中数据采集卡译码电路的详细设计思路,并给出了部分具体设计,该设计方法也可用于其他接口卡译码电路的设计。     

一种MAV航姿估计算法及其半实物仿真

配置MIMU(Micro Inertial Measurement Unit,微惯性测量单元)中的加速度计工作在倾角仪状态,利用当地的重力加速度计算MAV(Micro Air Vehicles,微小型飞行器)的姿态角。同时利用MIMU中的陀螺仪,计算载体的姿态角。提出了一种构造加权系数的方法,可以根据MIMU的特性,构造不同性能的加权系数。通过对姿态角进行加权平均,实现惯性数据的融合,对MAV的姿态进行估计。该方法既保证了飞行器稳定飞行时姿态估计的精度,避免了姿态误差随时间的积累;又保证了姿态估计系统的动态性能,减小了系统的动态误差。基于该方法搭建的微小型AHRS(Attitude and Heading Reference System,姿态航向参考系统)体积小、重量轻、精度高,特别适用于载荷与体积都有限的载体使用。     

数据采集卡的软件设计与实现

介绍了捷联航姿系统中数据采集卡软件的总体设计思路 ,详细介绍中断服务程序的设计与编写 ,该设计方法也可用与其它卡式仪器的软件设计中