基于ARM+FPGA的微陀螺仪数据采集处理系统设计.

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基于ARM+FPGA的微陀螺仪数据采集处理系统设计.
第8期 程燕胜,等:基于ARM+FPGA的微陀螺仪数据采集处理系统设计 值进行比较,误差曲线如图5所示。 HAn wOMa 时间 oour 随百<6 300 时间s 墨 300 图4FrGA内部逻辑控制结构图 时间/s ig 4 Internal logic control structure diagram of FPGA 图5姿态角误差曲线图 的关系是6mv/(°)s-,当输出电压大于25V时,角速率 Fig 5 Curve graph of attitude angle error 为正值;反之,角速率为负值,测量范围是士300°s。当陀4结束语 螺仪角速率为3009s时,对应的输出电压为 本文设计了一种基于ARM+FFGA架构的微陀螺仪数 2.5V+300×0.06V=4.3V 据采集系统,从器件选择接口连接到软件设计进行了详细 根据以上关系,角速率a的大小与测量输出电压值之的阐述和研究。为了验证设计的准确性,对系统进行了实 间存在如下关系 验测试,采集到的信号在上位机PC上实时显示。实验结果 V-2.5 300 表明:本文研究的采集系统是可行的,满足系统精度要求。 4.3-2.5 本文以系统本身为观察对象,此时可近似认为载体坐参考文献 [1] Liu Wenyi, Yan Hongcheng. Design of high speed synchronous 标系与地理坐标系重合。只需要研究载体坐标系与惯性坐 data acquisition and proccssing systcm bascd 标系之间的变换关系,就可以确定对象的姿态角信息。利 TMS320C6747[C 1/Proc of Int'l Conf on Computer and Auto- 用欧拉角法得到的角速率与姿态角之间的关系如公式(3) mation Engineering(ICCAE), 2010: 758-760 所示 [5] [2] Wang Jiannong, Wang Wei. The common data acquisition system sIny CoS based on Arm9[ C]/The Tenth International Conference on Elec- cOs ycos0 0 tronic Measurement InstrumenTs( ICEMI), 2011: 324-327 cos 6 sin ycos8O, I y sin Asin y cos 0 -sin @cos y [3]秦奎,张卫平,陈文元,基于ARM和FGA的微加速度计数 据采集系统设计「J1.现代电子技术,2010,313(2):25-27, 式中o2,o,2分别为采集到的三轴角速率,甲,0,y分别 [4]梁九鹏,李永亮,郑住FPGA器件中PL的设计应用「J1 为三轴的姿态角。 专题技术与上程应用,2007(9):62-64. 3系统的实施与应用效果 [5]宋静基于磁强计-加速度计和陀螺原理的姿态测试算法 首先,将三轴陀螺仪水平放置,测量多组值,作为陀螺 研究[D]太原:中北大学,2011:9-12 仪的参考值,然后,将陀螺仪组放入三轴转台,使其做六自 作者简介: 由度运动,采集对应的数据,用 Matlab对采集到的数据进行 程燕性(I989-),男,东菏泽人,硕士研究生,从事尢人直升 解算,得到陀螺仪的运动姿态,将采集到的姿态与转台输人机自驾仪开发、嵌入式系统设计研究工作。 次出出出兴出出出出出出出出出业外兴业小少少少小少,小少△小,小少。s (上接第74页) 「7]吴永红,屈文俊,邵长江,等.光纤光栅应变传感器光-力转换 [4]张小政.工程化光纤光栅系列传感器的研究与开发:D].哈 的理论方程[J}.光学学报,2009,29(8):2067-2070 尔滨:哈尔滨T业大学,2006:29-32 81吴永红,邵长江,屈文俊,等,传感光纤光栅标准化埋入式封 [5]刘鸿文材料力学IM].北京高等教育出版社,2004:19 装的理论与实验研究[J].中国激光,2010,37(5):1290 1292 [6 Farhad Ansari, Yuan Libo Machanics of bond and interface shear 作者简介: transfer in optical fiber sensors[ J]. Journal of Engineering Me 罗军(1987-),男,安徽安庆人,硕十研究方向为光纤光栅 chances,1998,124(4):385-394. 传感器结构与应变传递。

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