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微固体模态陀螺的数据采集存储及处理系统的研究

作 者: 周晓玲
导 师: 吴校生
学 校: 上海交通大学
专 业: 电子与通信工程
关键词: 压电 微陀螺 数据采集 数据存储 数字滤波
分类号: TP274.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 26次
引 用: 0次
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内容摘要


压电型微固体模态陀螺利用压电体的特殊振动模态来工作,它是一种不同于微振动陀螺的全固态微陀螺。该陀螺基于科氏力效应原理,通过检测感应电极上的感应电荷的变化量来实现对旋转角速度的检测。本课题研究主要基于对压电型微固体模态陀螺的高阶振动模态仿真的研究成果以及对模拟检测电路性能分析的结果。根据陀螺信号的特点,设计并实现了陀螺信号的数据采集及存储系统。本文认真分析了陀螺的工作特点以及信号特征,根据系统的性能需求,设计了适合陀螺系统的数据采集与存储系统,该系统采用TMS320F2812 DSP作为控制平台,采用16位AD转换芯片AD7656以及128M×8Bit的外扩FLASH芯片K9F1G08UOB实现高精度大容量存储性能。主要完成了硬件电路的设计和PCB电路板的制作,以及软件控制程序的编写,实现了陀螺解调信号的数字化。之后在TMS320F2812的开发平台下,通过MATLAB软件结合CCS编译软件,实现了自适应数字滤波器的设计,主要对滤波器的整体设计思路以及设计方法进行了介绍,为后续的数据处理的研究提供了一种思路。为陀螺信号的数字化处理做了进一步的尝试与研究。本文对数据采集与存储系统以及自适应滤波器的性能都进行了验证,通过本课题的研究,使压电型微固体模态陀螺的系统研究更进一步,确定了系统的可行性。本文也将为后续的该陀螺的研究人员提供研究资料,同时本文的研究内容对于今后的同类型陀螺的研究设计工作也具有参考作用。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-21
  1.1 课题概述  8-18
    1.1.1 课题来源  9
    1.1.2 课题研究背景  9-13
    1.1.3 国内外相关领域的研究现状  13-18
  1.2 本文主要工作  18-19
  1.3 文章结构安排  19
  1.4 本章小结  19-21
第二章 压电型微固体模态陀螺简介  21-32
  2.1 陀螺的模型结构  21-22
  2.2 陀螺的工作原理  22-24
  2.3 陀螺的仿真分析  24
  2.4 陀螺的驱动及微弱信号检测  24-31
    2.4.1 陀螺的驱动原理及实现  25-26
    2.4.2 陀螺的微弱信号检测的实现  26-30
    2.4.3 解调信号的噪声与误差分析  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章 微固体模态陀螺的数据采集及存储系统实现  32-55
  3.1 A/D 转换原理  32-34
  3.2 系统原理及功能实现  34-35
  3.3 系统的具体实现  35-51
    3.3.1 硬件器件介绍  35-41
    3.3.2 接口设计  41-44
    3.3.3 硬件电路板制作  44-46
    3.3.4 软件设计  46-51
  3.4 系统调试与结果分析  51-53
  3.5 本章小结  53-55
第四章 微固体模态陀螺信号的数字滤波  55-69
  4.1 数字滤波器概述  55-56
  4.2 数字滤波器性能分析  56-59
    4.2.1 IIR 和FIR 数字滤波器  56-58
    4.2.2 自适应滤波器  58-59
  4.3 自适应滤波器实现与测试  59-67
    4.3.1 用MATLAB 直接生成CCS 滤波器工程  60-66
    4.3.2 性能测试与分析  66-67
  4.4 本章小结  67-69
第五章 全文总结  69-71
  5.1 主要结论  69-70
  5.2 研究展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  75-77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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