大学惯导导航实验室建设方案.pdfVIP

惯性导航教学实验平台简介 （惯导/航姿/运动传感） 系统用途： 惯性导航教学实验平台 （惯导/航姿/运动传感），硬件部分标配双轴电动转台、转 台控制器和一个MEMS器件的AHRS航姿参考系统，该传感器由九轴惯性测量组合，包含三 轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁强计传感器；软件部分包含完整的基于MATLAB、labview、 C语言的基础实验方案；能满足导航、制导与控制专业的学生了解惯性导航及飞行控制原 理，有助于学生理解、熟悉、掌握惯性导航/航向姿态/运动状态采集的原理、技术及其应 用，也可以满足其它专业如飞行技术、航海技术、无人机技术、测绘技术等不同专业的惯 性导航技术的科研和教学的使用。结合北斗GPS卫星导航技术能实现组合导航实验的教学 和科研，还可设计开发各类飞行器、车辆、船舶、机器人、工程机械、穿戴式等各类运动 载体测量及控制的创新实验。 1 功能特点 1.1较低的价格，可以让众多学生同时动手实验，引领国内惯导/航姿/运动传感教学和 实验进入普及化时代； 1.2国内首家配备低成本电动转台，可做定量实验，更好的掌握惯导/航姿/运动传感技 术； 1.3提供全面的相关教学和实验配套服务，减轻教师的负担； 1.4集成度高，包含了各类运动相关传感器； 1.5实验覆盖全面，从单一运动传感器实验到所有运动传感器融合的综合实验； 1.6通过自身在国内惯导/航姿/运动传感领域的领先技术，实现惯导/航姿/运动传感实 验室方案的不断升级，真正使高校教学/实验/科研水平跟上技术发展的潮流； 1.7可为学校量身定做相关实验系统； 2实验设备技术指标和参数 单套惯性导航教学实验设备图 2.1双轴电动转台 机械台体采用UO形铝合金框架结构，采用小型直流电机驱动旋转，是一个低磁环境的 双轴电动转台，由内环横滚轴框架和外环俯仰轴框架组成相互垂直的转动架构，实现三维 空间任意位置和角度的姿态测量。具有位置、速率和摇摆三种测试功能。 技术指标 负载尺寸重量：50mm×50mm×50mm / 0.5 kg； 负载及夹具安装空间：120 mm×120mm×120mm； 主轴与俯仰轴转角范围：连续无限； 角位置综合测量精度：±0.08º； 控制到位分辨率：±0.01º； 速率范围：0.1º/s～300 º/s；内环 速率范围：0.1º/s～50 º/s；外环 速率精度与平稳度：1%； 测角数据采集频率：20Hz； 用户导电滑环：12 环/每环2A； 台体重量：15Kg～20 Kg。 台体尺寸：510mmW×400mmW×500mmH； 串口波特率：115200 bps； 工作电源：220VAC/200 2.2 双轴采集控制器 采集控制器通过USB或串行接口连接计算机实现航姿模块信号的采集与电动转台的测 量控制。 测角数据采集频率：20Hz； 控制箱外形尺寸：320mmW×150mmW×160mmH； 串口波特率：115200 bps。 工作电源：220VAC/200W 2.3惯导/航姿模块(3DM-E10A) 该模块是一款微型的全姿态测量传感装置，它由三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速 度计、三轴磁阻型磁强计等三种类型的传感器构成。三轴陀螺用于测量载体三个 方向的的绝对角速率，三轴加速度计用于测量载体三个方向的加速度，在系统工 作中，主要作用是感知系统的水平方向的倾斜，并用于修正陀螺在俯仰和滚动方 向的漂移，三轴磁阻型磁强计测量三维地磁强度，用于提供方向角的初始对准以 及修正航向角漂移。可提供的输出数据有：原始数据、四元数、姿态数据等。 性能指标 参 数 单位 输出数据格式 原始数据、姿态角、四元数 内部更新率 100 Hz