基于嵌入式系統(tǒng)和MEMS的慣性測(cè)量單元的研究.pdf

1、本文應(yīng)用捷聯(lián)慣性技術(shù)將嵌入式系統(tǒng)與慣性測(cè)量單元結(jié)合，構(gòu)成捷聯(lián)慣性導(dǎo)航測(cè)量單元。本系統(tǒng)采用體積小、成本低的慣性傳感元件，通過(guò)捷聯(lián)方式，使用嵌入式數(shù)字處理芯片，研制出一種簡(jiǎn)單有效的三軸慣性測(cè)量單元。本文主要工作如下:
　　1.本文詳細(xì)敘述了慣性導(dǎo)航技術(shù)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后發(fā)展趨勢(shì)，并論述了目前嵌入式系統(tǒng)及MEMS慣性測(cè)量元件發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了目前主要的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)原理及計(jì)算方法并詳細(xì)闡述了本文應(yīng)用的捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的基本原理和解

2、算方式。
　　2.通過(guò)MATLAB仿真軟件的Simulink工具箱，利用四元數(shù)理論，對(duì)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航測(cè)量系統(tǒng)建立了可靠的數(shù)學(xué)模型，利用M語(yǔ)言編寫(xiě)捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的仿真程序，最后通過(guò)仿真軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，得到了相應(yīng)的導(dǎo)航參數(shù)及誤差分析曲線。實(shí)驗(yàn)誤差數(shù)據(jù)驗(yàn)證了本次系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立的正確。
　　3.捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)為了滿足本次捷聯(lián)測(cè)量單元系統(tǒng)對(duì)單元小型化、高精度測(cè)量以及實(shí)時(shí)性應(yīng)用等技術(shù)的要求，以數(shù)字信號(hào)處理器(ARM)為

3、核心，MEMS慣性測(cè)量元件為基礎(chǔ)，搭建了捷聯(lián)慣性導(dǎo)航平臺(tái)。
　　4.設(shè)計(jì)研究編寫(xiě)ARM處理器芯片內(nèi)部執(zhí)行程序，調(diào)試了系統(tǒng)SPI串行總線、和ZigBee無(wú)線通訊模塊傳輸?shù)耐ㄐ殴δ?，配置定時(shí)器和中斷功能，從而使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的采樣。
　　5.設(shè)計(jì)利用VC++語(yǔ)言編寫(xiě)信號(hào)采集及顯示系統(tǒng)，通過(guò)在捷聯(lián)測(cè)量單元系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行了導(dǎo)航測(cè)試，得到相應(yīng)的數(shù)值曲線圖，從而驗(yàn)證了本次設(shè)計(jì)的捷聯(lián)慣性測(cè)量單元的可行性。
　　通過(guò)系統(tǒng)的模擬仿真以