Анализ технологии сбора данных бесплатформенного искателя севера

Полную статью можно увидеть:Your text to link here...

С развитием инерциальной технологии бесплатформенный радиопеленгатор стал основной тенденцией развития из-за его скорости, высокой надежности, отсутствия необходимости предоставления информации о географическом местоположении и простой конструкции. Искатель севера играет важную роль в военных приложениях, таких как запуск ракет и прицеливание артиллерии. В практических инженерных приложениях рабочая широта искателя севера составляет от 53° южной широты до 53° северной широты. В диапазоне широты Земли 0° ~ 53° северная составляющая угловой скорости вращения Земли сильно варьируется, и амплитуда выходного сигнала гироскопа будет иметь большую разницу. Когда сопротивление выборки системы сбора сигнала фиксировано, кривые аппроксимации данных гироскопа различны в разных географических широтах, а некоторые кривые аппроксимации данных географической широты приведут к потере данных, что окажет определенное влияние на определение севера.

1. Общая конструкция системы поиска на севере.

Бесплатформенная система поиска севера состоит из системы сбора и обработки данных, системы нивелирования поворотной платформы (уклономера), системы управления вращением (сервоблок), системы инерциальных измерений (волоконно-оптический гироскоп и акселерометр), системы контроля температуры (блок контроля температуры). и т. д. Система сбора и обработки данных состоит из модуля сбора и обработки сигналов, модуля отображения данных и модуля передачи данных, который является центральным процессорным ядром искателя севера, в основном реализующим функцию сбора, обработки и расчета данных. север ищет угол. Модуль сбора сигнала преобразует выходной сигнал тока гироскопа в сигнал напряжения, а затем преобразует его в цифровой сигнал через аналого-цифровой преобразователь. Модуль обработки сигналов выполняет цифровую фильтрацию данных гироскопа, обрабатывает данные гироскопа и данные кодера нескольких положений транспозиции и вычисляет угол поиска на север. Модуль отображения данных отображает рабочее состояние и данные угла поиска севера искателя севера; Модуль передачи данных связывается с блоком сервоуправления, блоком контроля температуры, электронным инклинометром, энкодером и главным компьютером через последовательный порт, а также отправляет и получает данные.

1. Сбор данных с помощью оптоволоконного гироскопа.

Волоконно-оптический гироскоп работает в режиме дифференциального импульсного выхода. Выход каждого гироскопа состоит из положительных и отрицательных импульсов. Частота импульсов меняется в зависимости от угловой скорости носителя. Диапазон составляет 0–2 МГц, ширина импульса — 250 нс. Как гарантировать, что импульс не будет потерян, очень важно, поэтому конструкция высокочастотного и надежного подсчета импульсов для подсчета выходного импульса гироскопа, чтобы предотвратить помехи пикового импульса джиттера, импульс гироскопа сначала фильтруется. и сформирован в передней части модуля счетчика импульсов, а затем принимается выборка с удвоением частоты уровня, поскольку выборка, инициируемая нарастающим или спадающим фронтом импульса, приведет к ложному срабатыванию, и надежность низкая.

Частота обновления данных IMU в искателе севера составляет 100 Гц, то есть период выборки данных гироскопа составляет 10 мс. Когда сигнал прерывания на 10 мс возрастает, положительные и отрицательные счетчики будут вычитаться для получения данных гироскопа. Результат будет временно сохранен в регистре, а счетчик будет обнулен для начала следующего счета. Данные гироскопа в регистре отправляются в ОЗУ данных для чтения DSP, когда сигнал прерывания длительностью 10 мс падает по фронту. Кроме того, чтобы повысить точность выборки системы, во время выборки применяется технология передискретизации, то есть большое количество данных гироскопа собирается в течение каждого периода выборки, а затем используется для определения азимута после сглаживания и фильтрации.

Для проверки правильности и надежности конструкции счетчика импульсов используется генератор сигналов формирования импульсных сигналов, которые подключаются к порту сбора импульсов блока сбора данных, количество импульсов, формируемых генератором сигналов, равно собираются в течение фиксированного периода времени и отправляются на компьютер через последовательный порт. Результаты эксперимента представлены в таблице 1, где длительность импульса составляет 80 нс, амплитуда 3,3 В, время выборки 10 мс.

Из схемы измерений видно, что количество импульсов, отправленных генератором сигналов, и количество собранных импульсов 1 подтверждают правильность конструкции счетчика импульсов. Выходной сигнал акселерометра преобразуется в импульсный сигнал после аналого-цифрового преобразования, который аналогичен сбору данных гироскопа и не будет повторяться.

1. Расширение последовательного порта

Данные IMU и ориентации необходимо отправить на верхний микрокомпьютер управления через последовательный порт. Чип DSP в этой системе имеет только один синхронный последовательный порт, поэтому необходимо спроектировать асинхронный последовательный порт. Традиционным методом расширения синхронного DSP до асинхронного последовательного порта является использование специальных асинхронных коммуникационных устройств. Основываясь на богатых ресурсах ввода-вывода FPGA, в этой статье используется язык Verilog для описания UART и реализации преобразования синхронных и асинхронных протоколов, что не только упрощает аппаратную схему, но и снижает нагрузку на DSP. В то же время использование FPGA для проектирования последовательного порта может снизить стоимость и объем системы и имеет преимущества, заключающиеся в простой трансплантации и модернизации.

Заключение

С точки зрения практического применения, в этой статье подробно описывается конструкция системы, направленная на удовлетворение требований к многоканальному блоку сбора данных в реальном времени, надежности и точности для северного ГСН. Основываясь на технологии сбора данных северного искателя, Ericco продолжает совершенствовать свою собственную технологию. Если вам интересно, приглашаем ознакомиться с нашими конкретными продуктами, среди которых ER-FNS-03 решает дорогостоящие характеристики традиционного северного искателя FOG с преимуществом Низкая стоимость, ER-MNS-05 и ER-MNS-06 в сочетании с технологией MEMS производят небольшой искатель севера средней и высокой точности, добро пожаловать к вашему пониманию.

связаться с нами
Мобильный: +8613992884879
Электронная почта: [email protected]
Вичат: 13992884879
WhatsApp: +8613992884879