固态振动陀螺静态零位数据采集及其姿态仿真

摘要

姿态测量系统应用广泛，在军用上已用于飞机、导弹、卫星的姿态控制等领域，民用上也用于测井，汽车电子中的稳定平台等，陀螺是惯性姿态测量系统中必不可少的器件，陀螺的精度将直接影响到姿态测量的效果，因此，研究陀螺原理，提高陀螺的精度，设计相应的姿态测试系统也就具有现实意义。 本文研究工作主要侧重以下几个方面： 1．通过对固态振动陀螺的温度试验，实验得知陀螺静态零位输出电压随温度漂移严重，提出采用神经网络对陀螺的零位漂移进行补偿，该方法具有很强的非线性映射能力，能有效减少固态振动陀螺的静态零位输出误差，并将试验的结果与传统的拟合方法比较证明，在不改变陀螺结构的情况下，该方法能有效地减小陀螺的静态零位漂移误差，从而使该陀螺能应用于中高精度的测量领域中。 2．设计陀螺的数据采集系统（下位机），这是数据的主要来源，陀螺的数据输出后，需要进行处理，直到输出数据，发送给上位机，本文主要介绍下位机设计中器件的选取、功能，电路图，以及单片机所进行的数据处理，最后数据向上位机发送的整个过程。 3．下位机设计好后，数据将发送给上位机，本文将介绍在VC平台下的串口编程的实现，包括串口通信的协议，具体的通信解决方案，数据的传送，如何在上位机成功接收陀螺的姿态角数据，并转换成为相应的姿态角。 4．数据发送到上位机，需要设计相应的程序，将数据表达出来，并且要建立陀螺的模型，展示陀螺的姿态，本文将介绍在VC平台下，利用OpenGL对陀螺进行3D建模过程，最后用下位机的数据控制陀螺的3D姿态，实现陀螺姿态的仿真。