基于DSP的高速飛行體姿態(tài)測量技術(shù)研究.pdf

1、運載體的導航與制導設備完成對其姿態(tài)和位置的控制，姿態(tài)測量為姿態(tài)控制提供必要的姿態(tài)信息。高速飛行體動態(tài)響應大，對姿態(tài)測量系統(tǒng)的實時性和準確性要求更高。導航計算機作為姿態(tài)測量系統(tǒng)的核心部件，既要完成對慣性傳感器的原始數(shù)據(jù)采集，更為重要的是高效快速地完成解算姿態(tài)信息并輸出。DSP芯片，即數(shù)字信號處理芯片，區(qū)別與其他的CPU，在數(shù)字信號處理方面具有很大的優(yōu)勢，成為近兩年導航計算機的主要組成部分。
　　本文選用TI公司的32位浮點型DSP芯

2、片TMS320F28335，與其外圍電路構(gòu)成導航計算機，對MEMS-IMU的加速度和角速度值進行采集、存儲、解算和輸出，設計了一種小型化、高可靠性的姿態(tài)測量系統(tǒng)。
　　本文的研究內(nèi)容主要有：
　　1）充分了解了國內(nèi)外導航計算機的發(fā)展現(xiàn)狀，針對高速飛行體提出了使用DSP做為導航計算機的姿態(tài)測量系統(tǒng)；
　　2）研究了捷聯(lián)慣導的測姿原理。在明確測姿過程中幾個常用坐標系即其變換后，介紹并比較了幾種常用的姿態(tài)解算方法，最后選擇了

3、四元數(shù)法。
　　3）設計了基于DSP TMS320F28335的高速飛行體姿態(tài)測量系統(tǒng)，搭建了以F28335為導航計算機，MEMS-IMU為慣性傳感器的硬件平臺并完成了硬件原理圖和PCB板的繪制；完成了硬件調(diào)試工作，編寫了姿態(tài)解算程序。
　　4）為了解決測姿系統(tǒng)隨高速運動飛行體行進過程中，可能經(jīng)受高過載環(huán)境而導致的失效問題，本文了從硬件和工藝兩方面進行了系統(tǒng)抗高過載設計，并通過有限元分析軟件ANSYS進行了瞬態(tài)沖擊仿真，最后