本文關(guān)鍵詞：半球諧振陀螺數(shù)字控制電路研究　出處：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：半球諧振陀螺儀(HRG)是具有高可靠、高精度、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)的新型振動(dòng)陀螺。過(guò)去半球諧振陀螺儀的控制電路部分采用模擬電路為主。在精度要求越來(lái)越高的今天,由于是小信號(hào)處理,模擬電路越來(lái)越難以滿足我們的要求。而數(shù)字電路功耗低、有很高的集成度、穩(wěn)定、調(diào)試方便、容易實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)處理等特點(diǎn)。本論文正是針對(duì)上述問(wèn)題,研究半球諧振陀螺數(shù)字控制電路的實(shí)現(xiàn)。首先詳細(xì)闡述半球諧振陀螺原理以及控制模型的理論研究,重點(diǎn)研究了半球諧振陀螺多環(huán)路離散控制模型,通過(guò)仿真等技術(shù)手段進(jìn)行了控制系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)的驗(yàn)證、指標(biāo)的預(yù)估、方案的選型與評(píng)估等。由于半球諧振陀螺屬于小信號(hào)分析和處理,因此電極信號(hào)讀出和前置緩沖放大器極為重要,將直接決定產(chǎn)品的整體性能。因此本文也著重就電極信號(hào)的讀出、工作模式的選取、前級(jí)緩沖放大電路的研究、數(shù)字控制系統(tǒng)算法以及現(xiàn)代控制理論等進(jìn)行了較為詳細(xì)的推斷和闡述。最終確定了最優(yōu)的控制系統(tǒng)方案。在上述理論研究的基礎(chǔ)上,提出了數(shù)字控制電路整體設(shè)計(jì)思路。半球陀螺數(shù)字控制系統(tǒng)主要采用DSP+FPGA的硬件架構(gòu),在該方案中充分利用了DSP浮點(diǎn)運(yùn)算能力強(qiáng),FPGA并行數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換速度快,時(shí)間同步性能好的優(yōu)勢(shì),這部分作為整個(gè)電路的核心處理單元。同時(shí),再加上外圍的高精度A/D、D/A、DDS等器件,實(shí)現(xiàn)對(duì)半球諧振陀螺的精密控制與進(jìn)動(dòng)角的讀出。本文重點(diǎn)對(duì)前級(jí)緩沖放大器、AD/DA電路設(shè)計(jì)、FPGA和DSP電路設(shè)計(jì)、利用MATLAB進(jìn)行FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、相位跟蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)、陀螺多參量誤差建模與補(bǔ)償、DSP程序的燒寫(xiě)、利用Visual BASIC高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行調(diào)試軟件的編寫(xiě)等部分進(jìn)行了闡述,并對(duì)數(shù)字控制算法進(jìn)行了深入剖析,最終完成了數(shù)字化控制半球陀螺樣機(jī)。完成樣機(jī)后,參照了一些陀螺測(cè)試規(guī)范對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試,包括:速率測(cè)試、隨機(jī)漂移測(cè)試、帶寬測(cè)試等。將測(cè)試相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和處理,用測(cè)試數(shù)據(jù)證明了半球諧振陀螺數(shù)字控制電路的優(yōu)越性。由于該樣機(jī)是實(shí)現(xiàn)半球諧振陀螺數(shù)字控制電路的原理樣機(jī),因此還有很多需要改進(jìn)和優(yōu)化的地方,在本論文的最后也進(jìn)一步展望了后續(xù)可以改進(jìn)和提高的地方。
[Abstract]:This paper deals with the realization of the digital control circuit of hemispherical resonator gyro , which is based on the theory of digital control circuit . In the end of this paper , we also looked forward to the improvement and improvement of the follow - up .

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN96

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1388790