基于DSP的高速飛行體姿態(tài)測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、運(yùn)載體的導(dǎo)航與制導(dǎo)設(shè)備完成對(duì)其姿態(tài)和位置的控制，姿態(tài)測(cè)量為姿態(tài)控制提供必要的姿態(tài)信息。高速飛行體動(dòng)態(tài)響應(yīng)大，對(duì)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性要求更高。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)作為姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的核心部件，既要完成對(duì)慣性傳感器的原始數(shù)據(jù)采集，更為重要的是高效快速地完成解算姿態(tài)信息并輸出。DSP芯片，即數(shù)字信號(hào)處理芯片，區(qū)別與其他的CPU，在數(shù)字信號(hào)處理方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，成為近兩年導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的主要組成部分。
　　本文選用TI公司的32位浮點(diǎn)型DSP芯

2、片TMS320F28335，與其外圍電路構(gòu)成導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，對(duì)MEMS-IMU的加速度和角速度值進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、解算和輸出，設(shè)計(jì)了一種小型化、高可靠性的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要有：
　　1）充分了解了國(guó)內(nèi)外導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)高速飛行體提出了使用DSP做為導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)；
　　2）研究了捷聯(lián)慣導(dǎo)的測(cè)姿原理。在明確測(cè)姿過(guò)程中幾個(gè)常用坐標(biāo)系即其變換后，介紹并比較了幾種常用的姿態(tài)解算方法，最后選擇了

3、四元數(shù)法。
　　3）設(shè)計(jì)了基于DSP TMS320F28335的高速飛行體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，搭建了以F28335為導(dǎo)航計(jì)算機(jī)，MEMS-IMU為慣性傳感器的硬件平臺(tái)并完成了硬件原理圖和PCB板的繪制；完成了硬件調(diào)試工作，編寫(xiě)了姿態(tài)解算程序。
　　4）為了解決測(cè)姿系統(tǒng)隨高速運(yùn)動(dòng)飛行體行進(jìn)過(guò)程中，可能經(jīng)受高過(guò)載環(huán)境而導(dǎo)致的失效問(wèn)題，本文了從硬件和工藝兩方面進(jìn)行了系統(tǒng)抗高過(guò)載設(shè)計(jì)，并通過(guò)有限元分析軟件ANSYS進(jìn)行了瞬態(tài)沖擊仿真，最后