TMS320C2812电子磁罗盘补偿技术研究(8)
时间:2017-01-18 18:16 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
利用BP神经网络对电子磁罗盘进行误差补偿，不需要建立误差模型，因为即使到目前也没有最正确的误差模型，而且其运算量不大，补偿速度快，精度高，因此本文选择基于基于BP神经网络的误差补偿算法对误差进行补偿。 2.6 小结 本章通过对磁阻传感器磁阻效应基本原理的介绍，阐述了磁阻传感器测量地球磁场强度的工作原理，并指出了其不足之处与解决措施。为了明确的说明电子磁罗盘的工作原理，首先对几个相关角度参数作了说明，然后结合前文的知识，着重论述了电子磁罗盘测量方向角的基本原理，为完成电子磁罗盘的集成化、智能化研制提供了实现方案和理论依据，最后选择了基于BP神经网络的误差补偿算法对电子磁罗盘进行补偿。 3 电子磁罗盘的硬件设计与实现 本章介绍电子磁罗盘的硬件设计方案和器件的选择，着重介绍磁传感器模块、与其搭配的电路板,并且还介绍了ICETEK-F2812-A评估板。 3.1 硬件设计总体方案 根据磁阻传感器的测量范围和精度的要求，选择相应的三轴磁阻传感器感测地球磁场强度，利用加速度计感测地球重力，通过姿态计算、坐标变换得到磁航向角，经过修正得到载体的地理航向角。本文设计的电子磁罗盘具有结构简单、体积小、重量轻、无接触测量、使用寿命无时限等优点。系统航向角和姿态角的测量结果数字输出模式，采用0～3V模拟输出，数字输出通过RS232串口通信发送到PC机，除此之外，采用LCD(液晶显示)直接显示航向角和姿态角的测量结果。设计的磁阻电子罗盘系统方案如图3.1所示。 图3.1电子磁罗盘系统方案框图 3.2 电子磁罗盘的主要元器件选择 电子磁罗盘的工作状态、性能与器件的选择息息相关，主要器件的性能在很大程度上决定了整个电子罗盘的精度及稳定性，所以在硬件电路设计时的器件选择上必须慎重。鉴于成本、预计指标以及使用范围的综合考虑，本文选择Honeywell公司的各向异性磁阻传感器HMC1022/1021，ADI公司的三轴加速度传感器ADXL335和TI公司的DSP芯片TMS320C2812等。下面分别介绍一下这些主要器件的性能特性及工作原理，同时也是硬件设计与软件编写的主要理论依据来源。 3.2.1 磁阻传感器HMC1021/1022[25] 各向异性磁阻传感器（AMR），最适合工作在地球磁场范围内，可以准确检测出地球磁场1/6000的强度和方向的变化。如前文所述，磁阻传感器的工作原理主要是基于磁阻效应，其反应非常快，不会受到诸如线圈和震荡频率的影响。磁阻传感器的制作过程是将铁一镍合金(Permalloy)薄膜沉积在硅片上形成电阻条，薄膜的磁阻特性使阻值可变化2～3%，通常四个这样的电阻连接成一个惠斯通电桥的形式，可以测出沿着单一轴线磁场的强度和方向。除此之外，AMR磁阻传感器的一个关键优点是可以在硅片上大量生产，封装成商用集成电路的形式，这样使磁阻传感器可以与其它电路和系统组件自动组合在一起。 本文采用的是美国Honeywell公司生产的AMR磁阻传感器—HMC1021、HMC1022来获取地磁场三轴分量信息。这类磁阻传感器按4 元件惠斯，顿电桥配置，它将磁场转换成，差分输出电压并能传感强度，低至30µ高斯的磁场。它们的主要特点是： （1） 磁场范围宽，可测 高斯； （2） 封装尺寸小，可组合成在一起工作，从而提供3 轴(x，y，z)传感； （3） 固态，这类小型装置，相比于机械磁通门，大大降低了装配成本，并提高了可靠性和耐用性； (责任编辑：qin) |