在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中,捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)以其體積小、成本低和可靠性高等優(yōu)點正逐步取代平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng),成為慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
為了適應(yīng)捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)小型化、低成本和高性能的發(fā)展方向,本文設(shè)計了DSP與FPGA相結(jié)合的系統(tǒng)方案:系統(tǒng)采用MEMS器件和高性能A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成慣性信號檢測單元,F(xiàn)PGA進行I/O控制,DSP完成導(dǎo)航計算。方案綜合考慮了系統(tǒng)成本、計算速度、精度、體積等各方面的因素,并通過GPS、磁航向計等信息融合進一步提高導(dǎo)航精度。
數(shù)據(jù)采集是捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵,本文數(shù)據(jù)采集由信號調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換和。FPGA等幾部分組成。其中,F(xiàn)PGA是整個數(shù)據(jù)采集部分的核心,其主要功能包括:實現(xiàn)了ADC控制邏輯和時序生成;配置了FIFO寄存器,緩沖了ADC與DSP之間的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù);擴展了UART串口,以實現(xiàn)系統(tǒng)的外部信息接口。在完成電路設(shè)計的基礎(chǔ)上,對各功能模塊進行了全面的半實物仿真,驗證了系統(tǒng)方案及各主要功能模塊的可行性。
論文簡述了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用背景及發(fā)展?fàn)顩r,介紹了捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本原理,設(shè)計了基于DSP/FPGA的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)方案,實現(xiàn)了系統(tǒng)各部分硬件電路以及FPGA功能模塊,并通過搭建硬件驗證平臺和利用第三方仿真軟件,對傳感器的性能以及FPGA各功能模塊進行了較全面的驗證和仿真。結(jié)果表明:基于DSP/FPGA的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)能夠滿足應(yīng)用的要求,并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的優(yōu)勢。
標(biāo)簽:
DSPFPGA
捷聯(lián)
慣性導(dǎo)航
系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間:
2013-04-24
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