第一章 绪论 | 第1-26页 |
1.1 磁航向系统发展史 | 第14-17页 |
1.2 捷联数字式磁航向系统及其测量原理 | 第17-18页 |
1.3 磁航向测量面临的问题 | 第18-20页 |
1.4 新技术与微型智能磁航向系统 | 第20-23页 |
1.4.1 微型磁通门 | 第20-21页 |
1.4.2 微处理器 | 第21页 |
1.4.3 微系统 | 第21页 |
1.4.4 智能传感器 | 第21-22页 |
1.4.5 虚拟仪表 | 第22-23页 |
1.4.6 微型智能磁航向系统 | 第23页 |
1.5 本文的研究内容 | 第23-25页 |
1.5.1 传感器的微型化与低功耗研究 | 第23-24页 |
1.5.2 拥有自主版权的嵌入式微处理器设计 | 第24页 |
1.5.3 智能误差补偿的算法和试验方法研究 | 第24页 |
1.5.4 微型智能磁航向系统模拟实验样机和虚拟仪表研制 | 第24-25页 |
1.6 本文的结构 | 第25-26页 |
第二章 地磁场传感器 | 第26-46页 |
2.1 磁场测量传感器的比较与选择 | 第26-28页 |
2.1.1 霍尔效应磁传感器 | 第26页 |
2.1.2 磁阻效应传感器 | 第26-27页 |
2.1.3 磁通门传感器 | 第27-28页 |
2.2 传统结构磁通门传感器 | 第28-35页 |
2.2.1 磁通门传感器的原理 | 第28-31页 |
2.2.1.1 理想变压器与单铁心磁通门 | 第28-30页 |
2.2.1.2 双铁心磁通门 | 第30-31页 |
2.2.1.3 磁通门的零磁场工作方式 | 第31页 |
2.2.2 磁通门传感器的结构 | 第31-33页 |
2.2.2.1 开磁路结构 | 第31-32页 |
2.2.2.2 闭磁路结构 | 第32-33页 |
2.2.2.3 垂直激励结构 | 第33页 |
2.2.3 磁通门传感器的性能指标 | 第33-35页 |
2.3 微型磁通门传感器 | 第35-37页 |
2.3.1 微型磁通门的结构 | 第35-37页 |
2.3.1.1 线圈与铁心 | 第35-36页 |
2.3.1.2 平面线圈微型磁通门的结构 | 第36页 |
2.3.1.3 平面螺线管微型磁通门的结构 | 第36-37页 |
2.3.2 微型磁通门的加工方法 | 第37页 |
2.4 磁通门输出信号及其处理电路 | 第37-45页 |
2.4.1 磁通门的输出信号 | 第37-39页 |
2.4.2 磁通门输出信号的变换 | 第39-42页 |
2.4.2.1 相敏整流 | 第39-40页 |
2.4.2.2 直流信号通过相敏整流器 | 第40页 |
2.4.2.3 各次谐波通过相敏整流器 | 第40-41页 |
2.4.2.4 不加选频的磁通门输出信号通过相敏整流器 | 第41-42页 |
2.4.3 模拟电路设计 | 第42-44页 |
2.4.3.1 选频放大电路 | 第42-43页 |
2.4.3.2 相敏整流电路 | 第43页 |
2.4.3.3 关于隔直电容 | 第43-44页 |
2.4.4 输出信号的稳定性 | 第44-45页 |
2.4.4.1 灵敏度温度系数的影响 | 第44-45页 |
2.4.4.2 零点度温度系数的影响 | 第45页 |
2.5 小结 | 第45-46页 |
第三章 磁通门传感器的低功耗研究 | 第46-59页 |
3.1 磁通门的最佳激励磁场 | 第46-47页 |
3.2 磁通门的最佳激励电流 | 第47-48页 |
3.3 截面积缩比结构及其最佳激励电流 | 第48-49页 |
3.4 低功耗磁通门试验 | 第49-54页 |
3.4.1 试验电路与试验方法 | 第49-50页 |
3.4.2 试验用磁通门的研制 | 第50-52页 |
3.4.3 开磁路等截面积磁通门试验结果 | 第52-53页 |
3.4.4 闭磁路缩比结构磁通门试验结果 | 第53-54页 |
3.5 试验结果分析 | 第54-58页 |
3.5.1 试验数据的拟合曲线 | 第54-56页 |
3.5.2 等截面结构磁通门试验结果分析 | 第56页 |
3.5.3 缩比结构磁通门试验结果分析 | 第56-57页 |
3.5.4 几种磁通门的宏观比较 | 第57-58页 |
3.6 小结 | 第58-59页 |
第四章 嵌入式微处理器MPU设计 | 第59-83页 |
4.1 MPU的选型 | 第59-61页 |
4.2 MPU的结构 | 第61-63页 |
4.3 内部时钟 | 第63页 |
4.4 寄存器与暂存器 | 第63-64页 |
4.5 数据通路与控制通路 | 第64-67页 |
4.5.1 数据通路 | 第64-65页 |
4.5.2 控制通路 | 第65-67页 |
4.6 运算器设计 | 第67-70页 |
4.6.1 运算器的结构 | 第67页 |
4.6.2 乘法器和除法器 | 第67-68页 |
4.6.3 除法的溢出判断 | 第68-70页 |
4.6.4 BCD码调整 | 第70页 |
4.6.5 移位器 | 第70页 |
4.7 指令译码器设计 | 第70-75页 |
4.7.1 指令的结构分析 | 第70-71页 |
4.7.2 指令读入电路与状态机 | 第71-73页 |
4.7.3 译码电路与表格技术 | 第73页 |
4.7.4 译码器输出队列 | 第73-75页 |
4.8 微程序设计 | 第75-80页 |
4.8.1 微指令格式 | 第75-77页 |
4.8.1.1 运算器类微指令 | 第75-77页 |
4.8.1.2 地址部件类微指令 | 第77页 |
4.8.2 微程序优化设计 | 第77-79页 |
4.8.2.1 寄存器操作数指令 | 第77-78页 |
4.8.2.2 访问存储器例程 | 第78页 |
4.8.2.3 带存储器操作数的算术逻辑指令 | 第78-79页 |
4.8.3 中断和异常处理 | 第79-80页 |
4.9 仿真与测试 | 第80-82页 |
4.9.1 测试程序 | 第81页 |
4.9.2 仿真与测试结果 | 第81-82页 |
4.10 小结 | 第82-83页 |
第五章 误差分析 | 第83-97页 |
5.1 误差的分类 | 第83-84页 |
5.2 误差分析方法 | 第84-85页 |
5.3 制造误差 | 第85-89页 |
5.3.1 零位误差 | 第85页 |
5.3.2 灵敏度误差 | 第85-87页 |
5.3.3 正交误差 | 第87-89页 |
5.4 安装误差 | 第89-90页 |
5.5 姿态信号误差 | 第90-92页 |
5.5.1 俯仰角信号误差引起的航向误差 | 第90页 |
5.5.2 倾斜角信号误差引起的航向误差 | 第90-91页 |
5.5.3 姿态信号误差 | 第91-92页 |
5.6 罗差 | 第92-95页 |
5.7 误差系数 | 第95-96页 |
5.7.1 磁航向误差系数 | 第95-96页 |
5.7.2 姿态角误差系数 | 第96页 |
5.8 小结 | 第96-97页 |
第六章 智能误差补偿 | 第97-125页 |
6.1 误差补偿方法与误差补偿系数 | 第97-98页 |
6.2 给定基准法 | 第98-102页 |
6.2.1 误差系数求解原理 | 第98-99页 |
6.2.2 误差补偿试验 | 第99-102页 |
6.2.2.1 地磁场水平分量与磁倾角的测量 | 第99页 |
6.2.2.2 标准姿态数量的确定 | 第99-100页 |
6.2.2.3 姿态基准给定方法 | 第100-101页 |
6.2.2.4 试验数据获取与检验 | 第101-102页 |
6.2.2.5 误差系数的求解与验证 | 第102页 |
6.3 水平状态空中自动补偿法 | 第102-111页 |
6.3.1 椭圆假设 | 第103-106页 |
6.3.2 椭圆假设的误差系数求解方法(算法1) | 第106-108页 |
6.3.3 三种算法的比较 | 第108-111页 |
6.3.3.1 算法2 | 第108-109页 |
6.3.3.2 算法3 | 第109-110页 |
6.3.3.3 三种算法比较 | 第110-111页 |
6.4 盘旋状态空中自动补偿法 | 第111-116页 |
6.4.1 椭球面假设 | 第112页 |
6.4.2 椭球面假设存在的问题 | 第112-113页 |
6.4.3 椭圆解决方案 | 第113页 |
6.4.4 误差系数的求法 | 第113-116页 |
6.4.4.1 求解误差系数的算法 | 第113-116页 |
6.4.4.2 地磁场垂直分量的估算 | 第116页 |
6.5 最小二乘法 | 第116-117页 |
6.6 补偿结果分析 | 第117-124页 |
6.6.1 原始数据 | 第117-119页 |
6.6.2 给定基准法补偿结果 | 第119页 |
6.6.3 水平状态空中自动补偿结果 | 第119-121页 |
6.6.4 盘旋状态空中自动补偿结果 | 第121-122页 |
6.6.5 补偿结果对比分析 | 第122-124页 |
6.7 小结 | 第124-125页 |
第七章 虚拟仪表与试验样机 | 第125-141页 |
7.1 智能磁航向系统 | 第125-127页 |
7.1.1 智能传感器系统的组成 | 第125-126页 |
7.1.2 智能磁航向系统的基本软件 | 第126页 |
7.1.3 智能磁航向系统的扩展软件 | 第126-127页 |
7.2 虚拟仪表 | 第127-132页 |
7.2.1 虚拟仪表的硬件与功能 | 第127-128页 |
7.2.2 虚拟仪表的软件 | 第128-129页 |
7.2.3 智能磁航向系统的间接编程模式 | 第129-130页 |
7.2.4 虚拟仪表的应用 | 第130-132页 |
7.2.4.1 智能磁航向系统的调试 | 第130-131页 |
7.2.4.2 补偿俯仰倾斜角信号误差 | 第131-132页 |
7.2.4.3 故障诊断 | 第132页 |
7.2.4.4 远距离调试与远距离故障诊断 | 第132页 |
7.3 智能磁航向系统的系列化 | 第132-133页 |
7.4 试验样机 | 第133-135页 |
7.4.1 试验样机设计 | 第133-135页 |
7.4.1.1 试验样机的硬件 | 第134页 |
7.4.1.2 试验样机的软件 | 第134页 |
7.4.1.3 试验样机的结构 | 第134-135页 |
7.4.2 稳定性试验及其结果分析 | 第135页 |
7.5 试验样机的误差补偿试验及其结果分析 | 第135-139页 |
7.5.1 试验目的 | 第135-136页 |
7.5.2 试验方法 | 第136页 |
7.5.3 试验结果分析 | 第136-139页 |
7.6 试验样机的工程化与应用情况 | 第139-140页 |
7.7 小结 | 第140-141页 |
第八章 结论 | 第141-145页 |
8.1 本文总结 | 第141-142页 |
8.2 本文的主要工作和贡献 | 第142-143页 |
8.3 需进一步开展的研究工作 | 第143-145页 |
致谢 | 第145-146页 |
参考文献 | 第146-154页 |
博士生期间发表的论文和参加的科研工作 | 第154页 |