旋转飞行体姿态测量系统研究

作     者：汪常娥 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王占平

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：无陀螺 极化电磁波 旋转飞行体 姿态测量 dsPIC控制器 

摘      要：低成本飞行体姿态研究一直是国内外飞行体导航领域上的研究热点。现代飞行器上一般安装陀螺仪,但受各种限制陀螺仪不能适用各种情况,这促使人们去研究无陀螺飞行器的姿态测量技术。随着极化电磁波的研究越来越成熟,利用极化电磁波进行姿态测量,正逐步成为研究热点,这是一种新方法与思路,具有广阔的应用前景。该测量方法逐渐在雷达、无线通信、地震勘察等众多领域得到广泛的应用。本文以飞行体的旋转运动为研究对象,利用极化电磁波进行旋转飞行体的姿态测量研究。为实现系统研究,以功能要求为出发点,确定系统的重要技术参数,并提出总体方案包括射频接收前端和MCU处理设计。射频电路方面,首先对射频前端进行指标分配,采用专业软件仿真;然后具体设计与实现各部分电路包括微带天线、本振VCO、带通滤波器、放大器、中频处理电路等,并采用专业软件进行仿真,采用专业画图软件进行绘制电路与腔体;最后用频谱仪、信号源等仪器测试与调试,并对结果进行分析。MCU处理方面,将Microchip公司的dsPIC33FJ128GP804作为核心控制器,给出系统初始化设计、中断服务程序流程图,并采用电路软件绘制单片机硬件电路。结合硬件与软件设计,最终完成整个系统的测试。通过此项研究总结经验,并对研究过程中尚存在的问题提出改进方向。该系统具有成本低、小型化、稳定性较高等特点,该方法实现的MCU数据处理模块具有识别快、成本低、体积小等特点。该系统的性能能满足设计要求,具有一定的应用价值。