毕业论文：静电陀螺监控器陀螺控制信号自动化检测系统设计

静电陀螺监控器陀螺转速信号利用示波器检测，当陀螺转速信号与频率计产生的信号频率致时，在示波器上两者信号的李萨如耦合结果为清晰椭圆。

在陀螺转速信号检测过程需专门人员调节频率计和示波器实时观察陀螺转速信号变化情况，随动前要求陀螺转速信号为，随动后工作状态陀螺转速信号为。

如此高的精度仅靠通过模拟信号判断显然存在较大误差，难以满足启动要求。

传统用于检测静电陀螺监控器陀螺支承电压与陀螺转速的设备如图所示。

图传统静电陀螺监控器陀螺支承电压与陀螺转速检测设备图通过上述分析，可以得出传统检测方法对操作人员要求很高，存在较大人为误差，精度不高难以满足实际需求，操作或者判断不当甚至会导致设备故障，严重影响到设备的正常工作。

陀螺控制信号自动检测系统的设计该系统由硬件和软件两大部分构成。

硬件系统主要包括集信号接入口多路信号调理电路信号采集卡和总线于起的静电陀螺监控器陀螺控制信号自动检测仪，主要完成被测信号的采集处理调理与模数转换软件系统主要用来分析滤波记录显示存储数据和完成相应的分析功能。

为提高系统的便捷性，系统的设计采用了总线方案，通过信号接入口将静电陀螺监控器上动检测系统软件是检测系统运行的核心，该检测系统能否成功运行，很大程度上取决于虚拟仪器的软件。

该系统采用由公司美国国家仪器公司开发的图形化软件编写。

软件大致可分为部分硬件驱动层测试资源层用户应用层。

硬件驱动层就是对标准的函数库及其相关程序的调用。

在将硬件连接到总线后，对硬件进行地址配置和功能配置。

它在检测系统之中执行仪器总线的功能，是计算机与仪器之间的软件层连接，以实现对仪器的程控。

测试资源层是提供完成测试所需要的数据分析仪器控制与通信的软件程序集，包含测试程序库参比信号库调用函数库控制函数库，它是检测软件的核心。

用户应用层直接面对操作用户，通过直观友好的操作界面来设定工作方式数据录取和结果显示。

用户通过设定工作方式调用硬件驱动层的设备驱动程序初始化虚拟仪器并启动检测程序，在测试过程中控制流程调用测试资源层资源及程序。

该检测系统软件设计同时参考了传统示波器的功能，并结合虚拟仪器的特点与计算机强大的信息处理能力，实现了滤波波形显示杂波处理数据存储打印生成报表和时域频域参数自动测量显示查询以及相位差的自动计算功能。

该检测软件设计结构如图所示。

图检测软件设计结构提供有接口处理控件，在安装驱动程序后，可以方便调用处理控件进行接口读写操作，可实现系统即插即用的便捷性和实用性。

系统软件采用虚拟仪器软件架构，实现对串口的配置写入读取关闭等控制。

信号流程设计图如图所示。

图信号流程设计图软件界面静电陀螺监控器陀螺控制信号自动检测系统软件模拟传统示波器及万用表功能，界面示意图如图所示。

图静电陀螺监控器支承电压与陀螺转速自动检测系统软件界面示意图结语本文依据静电陀螺监控器启动工作中遇到的实时数据处理和自动化测试要求，设计了套基于虚拟仪器的静电陀螺监控器陀螺控制信号自动检测系统。

该系统不仅能满足多路数据采集，信号监视，波形显示，关键点提示的优点，且在设计上充分考虑静电陀螺监控器陀螺转速信号杂波多干扰信号强的特点，从而实现自动检测功能。

该系统可以实时处理多路的采集数据，相对于现在使用的测试手段，结构简单，占用空间小，人员需求减少，检测简便，数据处理准确，可同时处理支承电压信号和陀螺仪转速信号，测试报表可以自动生成，提高了自动化测试水平，具有较好的扩展性通用性和可移植性。

参考文献高钟毓静电陀螺仪技术北京清华大学出版社，赵军，张辉基于虚拟仪器的导航装备性能检测及故障诊断系统计算机测量与控制李晓轩，戴永康，翁海娜组合导航系统的多模型自适应滤波技术研究中国惯性技术学报王丽君，刘悦，黄永亮，等基于的虚拟信号发生器及示波器的设计华北水利水电学院学报，李建海，赵彦敏，张爱华，等基于的多功能虚拟示波器设计微计算机信息陈锡辉，张银鸿程序设计从入门到精通北京清华大学出版社，王淑芳基于虚拟仪器的接口数据处理系统设计现代电子技术夏永松，刘轶萍，周益青基于虚拟仪器的自动化测试系统设计与软件实现制导与引信，方华虚拟仪器技术及其在检测设备中的应用电子质量，陈公兴基于的频谱测量仪研发及实现计算机工程与应用，静电陀螺监控器陀螺控制信号自动化检测系统设计摘要静电陀螺监控器的陀螺控制信号是监视和判断该设备是否成功启动的关键因素。

目前该设备启动相关的陀螺控制信号均为模拟信号，以手动操作和人工判断为主，存在较大的误差，影响设备启动的可靠性。

针对上述情况，基于虚拟仪器技术，设计了套数字化的陀螺控制信号的自动检测系统。

该系统信号判断精确，自动化程度高，改进了以往模拟信号检测存在的不足，提高了静电陀螺监控器启动相关陀螺控制信号的准确性，确保了设备启动的可靠性和成功率。

关键词虚拟仪器静电陀螺仪自动检测接口静电陀螺监控器是国内最为先进的导航设备，目前该设备广泛应用于第三代航天远洋测量船等大型舰船的系统导航。

该设备启动程序复杂，陀螺控制信号的判断与检测更是设备启动成败的关键因素。

目前静电陀螺监控器的陀螺控制信号检测系统为模拟信号检测系统，存在测量精度不够，人员手工调节误差较大的问题，严重影响到设备启动的可靠性和成功率。

本文针对上述情况，结合设备应用的实际需求，分析陀螺控制信号特点，以虚拟仪器技术为平台，设计了套数字化的陀螺控制信号检测系统。

该系统利用模拟仪器面板，程序化控制信号的采集滤波分析显示存储等，提高了静电陀螺监控器启动过程中陀螺控制信号的检测精度，确保了设备启动的可靠性，具有较强的实用价值。

陀螺控制信号检测现状及需求分析静电陀螺监控器操作过程复杂，包括状态检查设备加电系统初始化陀螺支承支承电压检测置置低速启动阻尼定中陀螺加速陀螺稳频六次校系统标定位置校转导航组合导航关机等，简单可分为启动系统启动陀螺系统标定设备导航设备关机五个阶段。

静电陀螺监控器启动过程如图所示。

图静电陀螺监控器陀螺启动流程图从图可以分析出，陀螺启动过程中陀螺控制信号的关键由陀螺支承电压和陀螺转速信号两部分组成。

目前启动过程中对相关信号的检测方法存在以下缺陷陀螺支承电压测量方法。

静电陀螺监控器支承电压信号的检测利用万用表测量，平台框架角角角度值读取通过人工观察静电陀螺监控器机柜面板显示角度。

这种方法需要两个人同时配合工作，数据精度不高，角度读取误差大，在上下陀螺同时支承的情况下不能同时较准确测量支承电压值。

支承电压信号测量坐标与平台框架角角间的关系如表所示。

表静电陀螺监控器支承电压信号测量坐标与平台框架角角间的关系平台框架角角角角上陀螺测量区坐标下陀螺测量区坐标陀螺转速信号检测方法。

静电陀螺监控器陀螺转速信号利用示波器检测，当陀螺转速信号与频率计产生的信号频率致时，在示波器上两者信号的李萨如耦合结果为清晰椭圆。

在陀螺转速信号检测过程需专门人员调节频率计和示波器实时观察陀螺转速信号变化情况，随动前要求陀螺转速信号为，随动后工作状态陀螺转速信号为。

如此高的精度仅靠通过模拟信号判断显然存在较大误差，难以满足启动要求。

传统用于检测静电陀螺监控器陀螺支承电压与陀螺转速的设备如图所示。

图传统静电陀螺监控器陀螺支承电压与陀螺转速检测设备图通过上述分析，可以得出传统检测方法对操作人员要求很高，存在较大人为误差，精度不高难以满足实际需求，操作或者判断不当甚至会导致设备故障，严重影响到设备的正常工作。

陀螺控制信号自动检测系统的设计该系统由硬件和软件两大部分构成。

硬件系统主要包括集信号接入口多路信号调理电路信号采集卡和总线于起的静电陀螺监控器陀螺控制信号自动检测仪，主要完成被测信号的采集处理调理与模数