一个单芯片硅微惯性测量组合

论文基于普通的体硅工艺设计实现了一个单片集成式硅微惯性测量组合.通过对敏感表头的结构优化设计达到异构图形长和宽的较高一致度,从而有效降低刻蚀延迟效应(RIE Lag)对大面积结构深刻蚀造成的影响.所加工的样片在不到1cm2的硅片面积上同时包含了三个不同轴向的硅微加速度计和三个不同轴向的硅微陀螺,可对载体在笛卡尔坐标系内六个自由度上的运动分量进行测量.针对这六个片上惯性元器件,分别设计了相应的接口电路并进行了测试.测试表明其中的陀螺可达到1 deg/s左右的精度,加速度计有33 mV/gn的标度因子.论文研究表明这种单片集成式硅微惯性测量组合的实现方法工艺简单,可有效降低惯性测量组合的体积,同时具有进一步提高精度的潜力.     

基于椭球拟合的微惯性测量组合现场快速标定方法

在静态随意放置条件下,微惯性测量组合中三个轴向正交配置的惯性器件所敏感矢量和为固定矢量.依据上述客观事实,提出了一种微惯性测量组合现场快速标定方法.在建立并优化微惯性测量组合标定模型基础上,通过基于椭球约束的最小二乘法拟合得到全部待标定参数,从而实现微惯性测量组合现场高精度标定,最后合理编排了微惯性测量组合现场快速标定...     

一种新型高旋弹体滚转角测量系统

利用常规方法直接测量高速旋转弹体的滚转角测量精度较低,针对该问题,提出了一种基于微惯性测量组合(MIMU)与光电编码器综合测试的弹体滚转角测量系统.通过MIMU实时测量半捷联惯性测量平台内筒的姿态信息,利用光电编码器测量半捷联惯性测量平台内筒与弹体之间的相对转角,采用FPGA作为主控芯片来实现弹载环境下光电编码器输出脉冲的抗抖动干扰设计,结合MIMU数据,实现了弹体滚转角的准确测量.经试验验证,该系统能够完整有效地记录弹体滚转角信息,测量精度稳定在3°以内.     

一种双模式Flash控制器设计

以硬件直接实现固定的Flash编程操作是片内及片外Flash控制的常用方法.文中提出的双模式Flash控制器以Flash硬核模型为基础,组合了硬件直接实现硬核的编程操作和软件控制硬核的编程信号两种模式,实现了能以较快速度和较简单驱动控制Flash的逻辑和能以较高灵活性控制Flash的逻辑.两种模式使得Flash控制器具有一定的灵活性和快速实现性,其设计模式能适应更多Flash模型.     

基于微机械惯性器件的GPS实时姿态测量系统

实现了基于微机械惯性器件的GPS单基线实时姿态测量系统,可以实时可靠地获得大范围作业系统的姿态信息.采用MEMS陀螺仪与倾角传感器构建的低成本惯性姿态测量系统(IAMS),由GPS测姿获得初始对准并控制误差传播,在发生丢星、周跳等情况时,利用IAMS实现单历元快速整周模糊度解算.同时实现了基于FPGA和浮点型DSP的硬件系统.实验表明:提出的方法能高精度、实时、可靠、稳定地获取姿态测量数据,满足测姿过程中计算量小、简洁易行的应用需求.     

基于FPGA和VHDL的LCD控制器设计

介绍了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的LCD控制器的设计方法。以FPGA为硬件,应用VHDL硬件描述语言进行编程,并在Xilinx公司的FPGA芯片XC3S100E上进行了调试,能够较好地实现LCD的文字、字符和图形功能。     

基于MEMS惯性器件的微小卫星导航系统的硬件加速设计

微小卫星的导航控制系统对体积、质量、功耗和成本都有着较高的要求;设计了一个基于微机电系统的惯性测量单元的组合导航控制系统;描述了该导航控制系统的详细片上系统(SOC)设计,提出了利用组件编辑器把系统中微处理器的部分软件任务通过硬件并行处理的方式来加速系统的运算速度;实验表明,导航控制系统的响应频率从24Hz提高到了35Hz,显著提升了系统的实时性能.     

微惯性测量单元设计及其误差补偿模型的研究

针对微惯性测量单元(MIMU)小体积、低功耗、低成本、高实时性的应用需求,设计了一种基于ARM和MEMS惯性器件的MIMU系统,并根据实验中得到的惯性器件的误差特性建立了一种惯性器件误差补偿模型,然后在硬件系统上进行了实验验证.利用该模型对惯性器件测量结果进行修正,可以有效抑制误差,提高MIMU的测量精度.整个系统能满足使用精度要求.     

基于FPGA嵌入式系统的雷达信号模拟器

结合FPGA嵌入式系统具有硬件电路高并行度和软件编程控制简单的特点,设计了一套基于FPGA嵌入式系统的雷达信号模拟器,能够完成雷达中频和视频信号、杂波和干扰信号的模拟,实现雷达系统在不具备实际接收前端的情况下对雷达后级的调试,信号产生和时序控制功能均在嵌入微处理的FPGA中完成,外围电路简单,具有很好的工程实用价值。     

高旋弹用惯性测量系统多量程传感器组合设计

由于高旋武器弹药在初始时刻具有高转速和高加速度的特点,使半捷联MEMS惯性测量系统的减旋系统超调大,致使MEMS惯性传感器测得瞬时数据大,超出量程,影响数据分析与解算,提出一种适用于高旋弹用的多量程传感器组合设计,采用多量程的惯性传感器和MIMU组合将弹体各个飞行阶段的数据进行测量;用A/D转换器将其输出的模拟量转换为数字量,通过FPGA模拟通信口接收数据并存储在FLSAH中,实现对半捷联惯性测量系统的实时记录.通过高速飞行仿真转台试验验证:该设计能实时准确采集并存储弹体信息,对常规弹药的制导化具有很大的应用价值.     

基于现场总线的数据采集及其组网的实现

分析了现场总线CAN在大规模数据采集系统中的应用优势,设计出一种基于CAN总线网络的通用型高精度数据采集电路。详细介绍了该采集电路的硬/软件设计,最后给出了该电路在大坝监测系统中的CAN组网实现。     

通用型ECU在线检测系统开发

针对通用型ECU的硬件构成与功能,开发了一套在线检测系统,用于检测其硬件及功能的可靠性。该系统由机械结构、检测电路板、单片机程序和上位机软件等4部分组成。通过外加输入信号到ECU各部分电路,读取输出信号以判断其能否正常工作,该系统可实现通用型ECU硬件及功能的在线检测。应用表明,该检测系统运行稳定可靠。     

基于LPC2134的低成本单色无纸记录仪的电路设计

介绍了基于LPC2134芯片的单色无纸记录仪的电路设计。设计充分挖掘了该芯片的内部资源,使用4路数据采集通道,万能信号编程输入,通道间采用MOS光电隔离。其硬件电路简单,外围电路少,成本低。经测试和现场使用其性能稳定、可靠性高,是一个高性价比的电路设计方案,对目前无纸记录仪的硬件设计提供了一个新的平台。     

基于Cortex-M4的多传感器组合导航系统设计

针对移动机器人导航定位需求,设计了一种低成本、便携式的多传感器组合导航系统.采用ARM Cortex-M4内核的STM32F407处理器为电路核心,利用微惯性测量单元(MIMU)、全球卫星定位系统(GPS)以及电子罗盘作为导航数据源,进行了相关的硬件设计;采用移动导航平台进行实验验证,通过实测数据进行分析,结果表明:该组合导航系统可以有效提高导航精度,使其导航定位经纬度误差稳定在1.0m左右,航向角误差稳定在0.8°以内,对移动机器人导航有一定的参考价值.     

除尘器智能控制器的开发

针对市场上传统的脉冲袋式除尘器控制器在实际应用中存在的灵活性差、可靠性低等问题，借助于高性能的单片机开发了一种功能完善的通用型控制器。具体介绍了系统的组成和工作原理，详细讨论了通用控制器的硬件组成和软件设计，阐述了系统的性能指标和功能特点，在设计中采用光电耦合器将外部负载驱动电路和控制电路隔离，同时结合看门狗技术提高整个系统的可靠性。     

车载感知与智能终端的硬件设计

以S3C2440为核心,以WinCE操作系统作为平台,设计了基于CAN总线的车载感知硬件电路,运用微惯性测量单元实现对汽车自身运动状态的在线测量,并实现信息在智能终端的显示。融合当前流行的智能车载终端模块,实现GPS车载导航、GPRS无线通信、无线上网和智能报警等功能。     

基于DSP的远程网络化电机控制系统

设计了一种基于DSP的远程网络化电机控制系统,对电机控制电路模块中的驱动电路、位置检测及换向控制、保护电路进行了论述并设计了硬件电路;在网络通信模块中基于以太网控制器CS8900A设计了嵌入式远程网络通信部分相应的硬件电路。该设计方案电路简单,可靠性高,具有较好的应用价值。     

基于KXR94加速度计的微型惯性测量装置设计

详细介绍基于MEMS（MicroElectroMechanicalSystem）和DSP的微型惯性测量装置的软硬件设计。该装置的MEMS传感器单元由微机械陀螺和微加速度计组成,可精确测量载体的3个轴向角速度信息和3个轴向加速度信息。经验证,该装置可精确测算出载体的航向角、俯仰角及位置等信息,并具有体积小、成本低、功耗低、抗冲击能力强等优点。     

逆向的PLA可测性设计

根据PLA电路结构的规整性和独特性，提出了一种逆向思维的可测性设计方案，即通过适当的方法把输出端进行输入端化，把或阵列转变成与阵列，并采用了纵向观测技术．经过方案评估得出此方案在不降低故障检测覆盖率的情况下，既使用通用测试集，又减少测试矢量数，还大大节约了附加硬件开销．