专利名称：微姿态参考系统参数解算电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属导航、制导与控制技术领域，特别涉及姿态参考系统的电路设计，可以广泛应用于航空、航天、地质勘探、工业测控、机器人、自动驾驶仪、卫星接收天线等小型载体的姿态控制等相关领域。
背景技术：
随着科学技术的发展，目前已有各种姿态参考系统，其核心姿态解算电路上也各有优点和特色，但也有固有的不足之处。综合各种姿态解算电路的优势，克服其中的缺点， 形成了一种新的姿态解算电路。姿态解算电路可以采集陀螺仪、加速度计等惯性敏感器件的电压输出，通过多路选通开关和A/D转换芯片逐一进行模数转换，转化为数字量后送入ARM芯片进行处理。在 ARM芯片内进行温度补偿和姿态解算后，得到的载体姿态参数通过串口通讯芯片输出到计算机。姿态解算电路主要是提高了姿态参考系统的精度，是姿态参考系统的核心。它的特点是功耗低、精度高、抗干扰能力强、调试灵活方便。
发明内容本实用新型的目的是提供一种功耗低、精度高、应用范围广的微姿态参考系统参数解算电路。本实用新型采用IOV 40V直流供电，标准RS-422或RS-485等串行通讯接口。本实用新型集高精度数字化数据采集与存储、温度补偿处理为一体，能够提供运动载体在惯性空间内三个轴的线加速度信息、转动角速度信息和规定导航坐标系的姿态信息，另外在ARM中嵌入导航算法，输出运动载体的速度和位置信息。本实用新型的特征在于由陀螺仪组、加速度计组、DC/DC电源�？椤⒎婪唇拥缏�、A/ D�？�、电压补偿模块、CPU组合�？楹痛型ㄐ拍？樽槌�。外部电源通过防反接电路连接到陀螺仪组、加速度计组、DC/DC电源�？椋勇菀亲�、加速度计组的输出分别连接到A/D�？�、经过A/D转换后输出到CPU组合�？椋偻ü型ㄐ拍？槎酝馐涑觯珼C/DC电源模块分别连接到A/D�？�、CPU组合�？楹痛型ㄐ拍？椋嘤δ？樘峁┑缭垂┯�。本实用新型的关键是通过A/D�？椴杉勇菀呛图铀俣燃莆露鹊谋浠源衅魇涑鼋惺凳辈钩ィ� 克服了低成本传感器性能随温度的波动而降低的缺点，提高了姿态参考系统的输出精度。本实用新型主要用于导航、制导与控制技术领域运动载体的姿态解算。
图1为本实用新型的总体电路原理框图。图2为3轴相互正交的加速度计的电路原理框图。图3为3轴相互正交的陀螺仪的电路原理框图。[0013]图4为防反接电路的电路原理框图。图5为A/D�？榈牡缏吩砜蛲�。图6为电压补偿�？榈牡缏吩砜蛲�。图7为CPU组合�？榈牡缏吩砜蛲�。图8为串行通信�？榈牡缏吩砜蛲�。
具体实施方式
参见附图，本实用新型的总体电路原理框图如图1所示，主要由加速度计组、陀螺仪组、DC/DC电源�？�、防反接电路、A/D�？�、CPU组合�？楹痛型ㄐ拍？樽槌�。其中DC/ DC电源�？檠∮梦撇ㄐ∮贗OmV的高精度DC/DC电源�？椋梢蕴峁┪榷ǖ墓ぷ鞯缭�。加速度计组的电路原理框图见图2，由3轴相互正交的加速度计及其信号放大器、 处理电路构成。陀螺仪组的电路原理框图见图3，由3轴相互正交的陀螺仪及其信号放大器、处理电路。防反接电路的电路原理框图见图4，选用2只二极管组成防反接电路，在电源正负极接反时保护整个系统电路不受破坏。A/D�？榈牡缏吩砜蛲技�5，选用由模拟开关芯片和模数转换芯片组成的多路选通A/D�？椋饩隽硕嗦稟/D转换的电路问题。电压补偿�？榈牡缏吩砜蛲技�6，通过A/D采集传感器温度的波动从而对陀螺仪和加速度计传感器输出进行实时补偿。CPU组合�？榈牡缏吩砜蛲技�7，选用ARM芯片组成CPU组合�？椋糜诮邮帐只蟮耐勇菀呛图铀俣燃拼衅魇涑觯浣形露炔钩ゼ氨甓ù淼玫蕉杂Φ奈锢砹俊４型ㄐ拍？榈牡缏吩砜蛲技�8，选用MAX490芯片组成串行通信�？椋ü� RS-422通讯协议发送系统的输出值。
权利要求1.微姿态参考系统参数解算电路，其特征在于由陀螺仪组、加速度计组、DC/DC电源�？�、防反接电路、A/D模块、电压补偿�？�、CPU组合�？楹痛型ㄐ拍？樽槌桑煌獠康缭赐ü婪唇拥缏妨拥酵勇菀亲�、加速度计组、DC/DC电源�？椋勇菀亲�、加速度计组的输出分别连接到A/D�？�、经过A/D转换后输出到CPU组合�？椋偻ü型ㄐ拍？槎酝馐涑觯珼C/DC电源�？榉直鹆拥紸/D�？�、CPU组合模块和串行通信模块，为相应模块提供电源供应。
2.根据权利要求1所述的微姿态参考系统参数解算电路，其特征是选用纹波小于IOmV 的高精度DC/DC电源�？�。
3.根据权利要求1所述的微姿态参考系统参数解算电路，其特征是选用2只二极管组成防反接电路。
4.根据权利要求1所述的微姿态参考系统参数解算电路，其特征是选用由模拟开关芯片和模数转换芯片组成的多路选通模数转换电路。
5.根据权利要求1所述的微姿态参考系统参数解算电路，其特征是通过A/D采集传感器温度的波动从而对陀螺仪和加速度计传感器输出进行实时补偿。
6.根据权利要求1所述的微姿态参考系统参数解算电路，其特征是选用ARM芯片组成 CPU组合�？�。
7.根据权利要求1所述的微姿态参考系统参数解算电路，其特征是选用MAX490芯片组成串行通信�？�。
专利摘要微姿态参考系统参数解算电路属导航、制导与控制技术领域。本实用新型在于由陀螺仪�？椋铀俣燃颇？椋珼C/DC电源�？椋婪唇拥缏罚珹/D�？椋缪共钩ツ？椋珹RM组合�？楹痛型ㄐ拍？樽槌桑煌獠康缭赐ü婪唇拥缏妨拥酵勇菀亲�、加速度计组、DC/DC电源�？椋勇菀亲椤⒓铀俣燃谱榈氖涑龇直鹆拥紸/D�？�、经过A/D转换后输出到CPU组合�？椋偻ü型ㄐ拍？槎酝馐涑觯珼C/DC电源模块分别连接到A/D�？�、CPU组合�？楹痛型ㄐ拍？椋嘤δ？樘峁┑缭垂┯�。本实用新型的关键是通过A/D�？椴杉勇菀呛图铀俣燃莆露鹊谋浠源衅魇涑鼋惺凳辈钩ィ朔说统杀敬衅餍阅芩嫖露鹊牟ǘ档偷娜钡悖岣吡俗颂慰枷低车氖涑鼍�。
文档编号G01C21/18GK202008367SQ201020651708
公开日2011年10月12日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者余杨, 汤浩, 王春立, 胡向阳, 鲁政 申请人:北京中兵泰克科技有限公司
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