智能磁航向系统的研究

摘要

该文研究了一种由地磁传感器和单片机组成的磁航向测量系统.它能解算出航向值,并以数字量输出.当出现误差时,以椭圆假设为理论基础,能实现对系统的误差自校正、自动补偿的设备,是一种新型的智能传感器.目前的误差补偿是用计算机中的高级语言进行误差补尝.该文研究的磁船向系统不再依赖计算机,仅依靠单片机有限的资源,由单片机独立实现误差补偿和航向的解算.较目前的磁航向测量装置相比,它可以大大降低调试工作量和调试时对设备的要求.实验结果表明,不需要较多的标准设备的条件下,单片机系统中的误差补偿程序能够独立完成系统的误差补偿,并可以获得令人满意的航向精度.并且该系统具有体积小、重量轻、精度高、价格低等优点.可供部队战士和野外工作人员使用,也可应用于机器人、车辆、船舰等运载工具的测量方向的位置测量中.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1磁场测量仪器的历史

1.2智能传感器的发展是时代的迫切需要

1.3磁航向系统的发展和其特点

1.4数字式磁航向系统及测量原理

1.5虚拟仪表

1.6磁航向测量的问题

1.7本文的结构

第二章系统硬件

2.1系统组成

2.2磁通门传感器

2.2.1磁通门传感器的基本结构

2.2.2磁通门输出信号

2.2.3磁通门输出信号的变换相敏整流

2.3模拟电路设计

2.4 A/D模数转换器

2.5 X25043可编程看门狗监控E2PROM

2.6串行接口电路

2.7智能系统与虚拟仪表

2.7.1虚拟仪表的硬件与功能

2.7.2虚拟仪表的软件

2.8小结

第三章微处理器资源分配

3.1微处理器

3.2系统资源分配

3.2.1科学分配RAM的重要性

3.2.2 RAM表的分配

3.2.3 ROM空间分配

3.3小结

第四章误差补偿中的椭圆假设

4.1系统误差

4.2误差原因分析

4.3给定基准法

4.4椭圆假设

4.5椭圆假设系数的求解

4.6小结

第五章软件设计与实现

5.1数制的选择和应用

5.2系统的中断程序

5.2.1定时器中断

5.2.2 AD采样中断

5.2.3串口中断程序

5.3主程序设计

5.4浮点型数制的基本运算流程设计

5.4.1浮点加法运算

5.4.2浮点减法运算

5.4.3浮点乘法运算

5.4.4浮点除法运算

5.4.5浮点型平方运算

5.4.6整型转浮点型运算

5.4.7浮点型转整型运算

5.5程序算法设计

5.5.1线形代数方程组求解

5.5.2浮点型有理数开平方的算法

5.5.3采样函数的算法

5.5.4线性差值法

5.5.5反正切函数

5.5.6反正弦函数

5.6程序的验证

5.6.1有关MATLAB

5.6.2程序验证

5.7系统的完善

5.8小结

第六章实验结果分析

6.1实验设备

6.2实验目的

6.3实验步骤

6.4实验数据

6.5结果分析

第七章结论

7.1本文小结

7.2本文贡献

7.3发展趋势

致谢

参考书目

硕士期间发表的论文和参加的科研工作