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题目:高精度光纤捷联惯导低电磁干扰温控系统研究

关键词:光纤陀螺;数字温控系统;组合导航系统;FPGA;模糊PID控制

  摘要

光纤陀螺惯导系统是一种极具发展潜力的导航系统。然而其核心部件光纤陀螺和加速度计的温度敏感度较大。在中高精度惯导系统中,环境温度对于测量精度的影响成为主要误差源之一。采用温度控制手段能够有效解决这一问题。本文在对惯导系统进行热分析后,针对传统PWM控制方式造成电磁干扰的问题,提出一种基于DA的温度控制方案,其中介绍了分级控制、分段控制和闭环控制思想。并在此基础上设计了一种数字温控电路。从电路整体结构、DSP外围电路、基于FPGA的接口电路、运放与功放电路和供电系统与电压配置方案等方面完整描述了温控电路的工作原理。之后进行了温控系统FPGA逻辑和上位机监视软件设计。其中在温控系统FPGA接口逻辑设计中介绍了数据的采集处理流程和各逻辑模块的设计;在上位机监视软件设计中介绍了基于LABVIEW开发环境、具有采集显示温控电路输出数据功能的监视软件设计。接着进行了模糊PID控制算法设计,介绍了以模糊PID算法为核心的温度控制算法设计;最后对温控系统进行了相关试验,并对试验数据进行了分析。结果证明温控系统性能良好,具有速度快、精度高等优点,为解决惯导系统测量精度受环境温度影响的问题提供了一种实用方法, 也为类似的惯导温控系统提供了有益参考。