针对XX型号平台惯导测试系统的研究与实现

摘要

惯性导航系统在航天测量船中具有非常重要的作用，对惯性导航设备进行全面、快速和正确的检测非常有必要。采用传统的人工测量方法对XX型号的惯性导航设备进行检测，工作量非常大且效率不高，已经不能满足现代化形势的需求。按照测试指标和任务需求，本文设计了一套能对惯性导航设备进行正确、快速测试诊断的系统。通过分析国内外的测试系统平台，设计了以LabVIEW为软件平台，工业控制计算机、PCI-1712数据采集卡和基于ISA总线的信号调理板为硬件平台的测试系统。此测试系统克服了原惯性导航设备检测的效率低、时间长、操作复杂等不足，能够实现快速、自动化的测试，并将测试结果反馈到人机交互界面，提供给操作用户进行故障的分析。
　　 本文介绍了测试系统的实现过程，包括测试系统的总体设计方案以及硬件和软件的实现。测试系统以CPLD信号调理板为重点内容，主要包括与基于LabVIEW的上位机的通信模块、信号调理电路模块、模拟姿态角度信号输出模块以及对离线板卡的检测模块等几部分。并且提出了基于ARMCortex-M0的LPC11C24微控制器对姿态角度进行采集处理，并通过标准接口发送到上位机与机电姿态角度参考对比的设计方案。
　　 通过对测试系统的现场安装和调试，表明此测试系统能够稳定可靠的运行，实现了预期的各项功能，最终交付用户使用。现场的实际应用表明，它对惯性导航系统的电子线路板检测的效率、测量的精度都有了极大的提高，取得了良好的效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题的背景及研究意义

1．2 测试系统的发展

1．2．1 测量仪器的发展概况

1．2．2 测试系统的发展概况

1．3 虚拟仪器

1．4 论文的主要工作

1．5 论文的组织结构安排

2 测试系统总体设计

2．1 XX型号惯性导航系统简介

2．1．1 惯性导航系统主要任务指标

2．1．2 惯性导航系统结构组成

2．2 测试系统的技术研究方案

2．3 测试系统的总体结构设计

2．4 研究成果

3 测试系统的硬件设计

3．1 硬件结构的整体设计

3．2 工业控制计算机选型

3．3 数据采集卡选型

3．4 信号调理板设计

3．4．1 ISA总线结构介绍

3．4．2 CPLD选型

3．4．3 电源电路设计

3．4．4 晶振电路设计

3．4．5 复位电路设计

3．4．6 程序烧写电路设计

3．4．7 电平转换电路设计

3．4．8 信号调理电路设计

3．4．9 模拟姿态角度信号输出电路设计

3．4．10 单板故障检测电路设计

3．5 姿态角度采集单元设计

3．5．1 角度检测元件原理介绍

3．5．2 姿态角度采集电路设计

3．6 本章小结

4 测试系统调理板的软件设计

4．1 硬件描述语言VHDL的介绍

4．2 开发环境QuartusⅡ的介绍

4．3 CPLD主要功能模块设计

4．3．1 时钟分频模块设计

4．3．2 频率测量模块设计

4．3．3 数据传输接口模块设计

4．3．4 单板故障检测模块设计

4．4 姿态角度检测软件设计

4．4．1 角度采集软件架构设计

4．4．2 编码器数据采集软件设计

4．4．3 数据通信软件设计

4．5 本章小结

5 系统人机交互界面设计及测试分析

5．1 人机交互界面设计

5．2 系统的测试分析

5．2．1 在线检测模块测试

5．2．2 模拟姿态角度信号输出模块测试

5．2．3 单板故障检测模块测试

5．3 姿态角度采集系统的测试

5．3．1 串口通信测试

5．3．2 CAN接口通信测试

5．4 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录