嵌入式計算機系統(tǒng)在分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準中的應(yīng)用研究.pdf

1、通過建立全艦分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準系統(tǒng)為艦船上各戰(zhàn)位點提供所需的實時姿態(tài)角和角述度等信息的技術(shù)思路,既能大大提高全艦的戰(zhàn)斗力,義能減少全艦需要安裝的慣性測量裝置的數(shù)量,并簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),應(yīng)此,建立全艦分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準系統(tǒng)能提高整個系統(tǒng)的效費比。由于能滿足分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準需要的計算機系統(tǒng)是整個分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準得以實現(xiàn)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。因此,本文圍繞嵌入式計算機系統(tǒng)在分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準中的應(yīng)用開展了相應(yīng)的研究工作。主要研究工作如下。
　

2、　 在闡述了分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準實施思路的基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和現(xiàn)場總線技術(shù),提出了分布式捷聯(lián)姿態(tài)基準中嵌入式計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,即:分布在艦上的各個1MU和導(dǎo)航計算機之間采用現(xiàn)場總線CAN進行通信,各導(dǎo)航計算機到綜合信息處理裝置之間的通信系統(tǒng)采用以太網(wǎng)進行通信。
　　 精心設(shè)計了帶CAN總線的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)。DAS具有三路采用∑-△型ADC的A/D轉(zhuǎn)換通道用于對三個方向的撓性陀螺儀的輸出信號進行采集；具有六路基于

3、CPLD設(shè)計的對脈沖信號進行計數(shù)的通道用于對三個方向的加速度計的輸出信號經(jīng)I/F轉(zhuǎn)換后的脈沖信號進行采集。
　　 建立了硬件采用PC104嵌入式計算機,操作系統(tǒng)為VxWorks的嵌入式導(dǎo)航計算機平臺。設(shè)計了基于PC104總線的CAN接口卡,并編寫了VxWorks環(huán)境下CAN接口卡的驅(qū)動程序。
　　 在介紹了采用四元數(shù)進行姿態(tài)矩陣更新的捷聯(lián)姿態(tài)基準算法、卡爾曼濾波原理及捷聯(lián)姿態(tài)基準系統(tǒng)誤査模型等的基礎(chǔ)上,總結(jié)了采用速度和航

4、向角閉環(huán)校正的組合式捷聯(lián)姿態(tài)基準算法,給出了該組合式捷聯(lián)姿態(tài)基準在線校正的計算流程。
　　 在介紹了VxWorks環(huán)境下多任務(wù)程序設(shè)計時涉及的相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,首先提出了在一臺嵌入式導(dǎo)航計算機上實現(xiàn)多套組合式捷聯(lián)姿態(tài)基準算法的思想。接著提出了在VxWorks環(huán)境下利用相關(guān)的多任務(wù)程序設(shè)計理論實現(xiàn)多套組合式慣性捷聯(lián)姿態(tài)基準算法的方法,包括組合式慣性捷聯(lián)姿態(tài)基準算法的多任務(wù)確定,組合式慣性捷聯(lián)姿態(tài)基準算法中各任務(wù)的實現(xiàn)等。