基于tms320f28335 dsp的捷联惯导系统设计实现

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1、中文图书分类号：TP273密级：公开UDC：621.3学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION论文题目：基于TMS320F28335DSP的捷联惯导系统设计实现论文作者：智岩专业类别/领域：控制工程指导教师：裴福俊副教授论文提交日期:2017年5月UDC：621.3学校代码：10005分类号：TP273学号：S201402218密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于TMS320F28335DSP的捷联惯导系统设计实现英文题目：DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFS

2、INSBASEDONTMS320F28335论文作者：智岩专业类别/领域：控制工程研究方向：导航制导与控制申请学位：工程硕士专业学位指导教师：裴福俊副教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：智岩日期

3、：2017年5月9日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：智岩日期：2017年5月9日导师签名：裴福俊日期：2017年5月9日摘要摘要虽然捷联惯导系统已经在航空、航天、航海等各个领域得到了广泛的应用，但在动态干扰环境中，面对动态加速度和角速度的干扰，如何实现快速精确的捷联惯导系统仍然是大家研究的热点问题。尤其是如何在动态干扰条件下实现捷联惯导系统

4、的快速精确自对准，是制约捷联惯导系统的一项关键技术，决定了捷联惯导系统在实际应用中的精度和性能。本文从捷联惯导系统的实际应用角度出发，搭建了基于TMS320F28335DSP的捷联惯导系统平台，重点针对动态干扰情况下的捷联惯导自对准方法及其实现展开研究，实现了一套适用于动态干扰环境的捷联惯导系统样机。本文的研究工作主要包括以下几个方面：首先，以TMS320F28335DSP为核心，构建基于DSP的捷联惯导系统计算平台，为后续捷联惯导系统算法的研究和实现提供实物平台支持。整个计算平台以28335DSP为核心处理器，实时地控制着命令的传输、数据的通信、算法

5、的解算和捷联惯导系统平台的运行。设计了用于命令传输和数据通信的串口电路模块、复位电路模块、时钟电路模块、JTAG接口模块、电源电路模块以及辅助的仿真器和连接线。最终完成了基于DSP的捷联惯导系统计算平台的电路系统设计。其次，利用重力加速度在惯性空间方向的改变包含地球北向信息这一特性，实现了晃动基座下的惯性系粗对准方法，并对惯性系粗对准方法的姿态角误差进行了深入分析，推导了惯性传感器误差在对准过程中的传播过程，建立了惯性传感器误差与姿态失准角的定量关系。在此基础上，建立了动态干扰条件下的捷联惯导精对准的误差模型，并针对模型中测量噪声和过程噪声不确定的特点

6、，基于广义极大似然的观点对M估计算法中的线性回归方程和二次成本函数进行改进，提出了串联迭代M估计的自适应Kalman滤波算法，并将其应用于晃动基座下的精对准过程，实现姿态误差角的精确估计和补偿。仿真和半物理实验均验证了整体对准方法的精度和性能，为捷联惯导系统的实际实现提供了保证。最后，完成了基于DSP的捷联惯导系统实现并进行了实际测试。将捷联惯导系统解算程序和初始对准算法移植到TMS320F28335DSP系统中，设计了整体系统的体系结构和执行流程，并对整个捷联惯导系统平台进行动态干扰条件下的实验测试，实验结果验证了整体捷联惯导系统的性能和可靠性。关键

7、词：捷联惯导系统；TMS320F28335DSP；初始对准；惯性坐标系；串联迭代M估计算法IAbstractAbstractAlthoughthestrapdowninertialnavigationsystem(SINS)hasbeenwidelyusedinaviation,aerospace,navigationandmanyotherfields,butinthedynamicinterferenceenvironment,facingintheinterferenceofdynamicaccelerationandangularvelo

8、city,howtoachievethefastandaccurateSINSisstillt