低成本惯导平台仿真系统设计与信号实时仿真

本文主要探讨了一种针对现有模拟训练系统局限性的改进方案，即设计某型惯导平台原理及信号仿真系统。该系统旨在克服模拟训练系统的不足，能够实现对惯性导航系统（Inertial Navigation System, INS）的工作原理以及信号的实时仿真，从而提升训练效果。 硬件层面，系统采用了低成本的光纤陀螺仪和石英挠性摆式加速度计作为核心元件。光纤陀螺仪用于构建陀螺稳定平台系统，确保平台的稳定性和初始对准，石英挠性摆式加速度计则提供精确的姿态数据。同时，系统还包括姿态角传感器、基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）的信号采集板、PC104控制计算机，以及一系列辅助模块如仿真电路驱动模块、模拟量输入/输出模块、功率放大模块和力矩电机，以实现平台的精确控制和信号处理。 软件部分是系统的重要组成部分，由主程序、控制算法模块、姿态解算模块、实装信号仿真算法模块和接口通讯模块构成。主程序负责系统的整体协调和管理，控制算法模块确保设备间的精准交互，姿态解算模块则根据采集的数据计算出平台的实际姿态。实装信号仿真算法模块则是关键，它通过PC104模块处理低精度信号，并将其转化为高精度的仿真输出，实现了对某型惯导平台信号的逼真模拟。 该仿真系统的设计目标在于，不仅能够模拟实际惯导平台的行为，还具备实时性和可测试性，使得用户可以使用实际测试设备验证仿真结果，有效提高了训练的实用性和有效性。通过这种创新设计，系统克服了传统模拟训练系统在原理理解和信号精确度上的不足，为惯性导航系统的教学和训练提供了更为全面和真实的环境。 总结来说，某型惯导平台原理及信号仿真系统是一项结合了硬件和软件的技术革新，旨在提升训练效率和真实性，对于惯性导航技术的发展和应用具有重要的实际意义。