基于微加速度計的傾斜角測量系統(tǒng)的設計與實現
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【摘要】:天線對準技術和對準裝置對現代化通訊具有非常重要的意義,傾斜角參數測量在天線對準中必不可少。傾斜角參數的測量精度對天線對準完成的快速和準確兩方面都起到至關重要的作用,因此如何提高傾斜角測量精度是天線對準裝置研究的一個關鍵技術。文中設計了一種基于微加速度計、處理器的具有較高精度數字化輸出的傾斜角測量系統(tǒng)。首先分析和研究了利用微加速度計測量傾斜角的原理,重點研究了差動電容式加速度計傾角測量的物理模型和數學模型。其次針對系統(tǒng)的構成,詳細研究和設計了電源單元、敏感單元、模數轉換電路、處理器以及接口等系統(tǒng)硬件電路。然后根據硬件平臺特點,設計了傾斜角測量系統(tǒng)內部軟件的詳細工作流程,分析了幾種數字信號處理方法,采用數字濾波算法進行信號處理。最后構建了測試平臺,對傾斜角進行了測試。研究了誤差曲線擬合的理論和方法,通過軟件修正解決系統(tǒng)輸出非線性問題。改善了輸出特性并進行了誤差分析。本文成功實現了基于微加速度計的傾斜角測量系統(tǒng),系統(tǒng)輸出誤差小,精度指標滿足使用要求,為進一步產品研發(fā)奠定了技術基礎,技術上為天線對準平臺研發(fā)關鍵部件提供了的保障。
【關鍵詞】:傾斜角 測量系統(tǒng) 數字信號處理 軟件修正
【學位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TN820;TH824.4
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-15
- 1.1 課題背景8
- 1.2 國內外發(fā)展現狀8-13
- 1.3 研究的目的和意義13-14
- 1.4 論文研究的內容14-15
- 第2章 傾斜角測量原理15-24
- 2.1 加速度計工作原理15-18
- 2.1.1 理論基礎15-16
- 2.1.2 力學模型16-17
- 2.1.3 數學模型17-18
- 2.2 電容式加速度計18-20
- 2.2.1 基本工作原理18-19
- 2.2.2 變間隙型加速度計19
- 2.2.3 差動電容原理19-20
- 2.3 傾斜角測量原理20-23
- 2.4 本章小結23-24
- 第3章 測量系統(tǒng)電路設計24-39
- 3.1 系統(tǒng)硬件電路工作原理24-25
- 3.2 電源電路設計25-28
- 3.3 信號采集電路設計28-32
- 3.3.1 加速度計28-29
- 3.3.2 信號采集電路29-30
- 3.3.3 信號預處理30-32
- 3.4 信號轉換電路32-35
- 3.5 處理器電路35-37
- 3.6 接口電路37-38
- 3.6.1 JTAG接口電路37
- 3.6.2 RS485接口電路37-38
- 3.6.3 溫度傳感器接口電路38
- 3.7 本章小結38-39
- 第4章 傾斜角測量系統(tǒng)軟件設計39-52
- 4.1 軟件工作流程39-43
- 4.2 外圍電路軟件接口設計43-46
- 4.2.1 模數轉換器軟件接口43-45
- 4.2.2 溫度電路軟件接口45-46
- 4.3 信號的處理和濾波器設計46-51
- 4.3.1 數字濾波器處理47-48
- 4.3.2 信號處理仿真48-50
- 4.3.3 信號處理和計算的軟件實現50-51
- 4.4 本章小結51-52
- 第5章 傾斜角測量系統(tǒng)測試與分析52-60
- 5.1 系統(tǒng)測試平臺52-53
- 5.2 非線性數字補償53-55
- 5.3 測試數據及誤差分析55-58
- 5.4 本章小結58-60
- 結論60-61
- 參考文獻61-67
- 致謝67-68
- 個人簡歷68
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1 劉曉e
本文編號:438864
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