基于FPGA的光纤陀螺捷联系统硬件平台设计与实现的开题报告

基于FPGA的光纤陀螺捷联系统硬件平台设计与实现的开题报告一、选题背景光纤陀螺是一种利用光的旋转来检测角速度的装置，具有精度高、动态范围宽等优点，因此广泛应用于惯性导航、航空航天等领域。光纤陀螺需要计算机进行数据处理和控制，实现陀螺的稳定工作。传统的计算机处理方式会存在延时、功耗等问题，而基于FPGA的计算机处理方式可以更好地解决这些问题。因此，本文选取基于FPGA的光纤陀螺捷联系统硬件平台设计与实现为研究方向。二、研究内容本文研究内容主要包括以下几个方面：1.光纤陀螺原理及其捷联系统的结构和工作原理研究。2.基于FPGA的光纤陀螺捷联系统硬件平台设计，包括电路设计、电路调试等。3.光纤陀螺数据的采集和处理算法的研究，包括数据采集、算法实现等。4.硬件平台与计算机的通讯接口的设计与实现，包括软件编程、驱动程序开发等。5.系统的性能测试与实验验证，包括系统的精度、灵敏度等性能测试，以及实验验证等。三、研究意义本文主要研究基于FPGA的光纤陀螺捷联系统硬件平台设计与实现，对于提高光纤陀螺的精度和稳定性具有重要意义。通过基于FPGA的数据处理算法，可以实现对光纤陀螺数据的快速处理和精确的控制。此外，本文还可以为其他基于FPGA的控制系统的设计和实现提供一定的参考价值。四、研究方法本文主要采用以下研究方法：1.理论分析方法：对光纤陀螺捷联系统的结构和工作原理进行理论分析，以确定硬件平台的设计方案和算法实现方式。2.数学建模方法：建立数学模型，确定系统的控制方案，并对算法进行仿真验证，为硬件平台的设计提供参考。3.实验研究方法：在FPGA开发板上实现光纤陀螺捷联系统，进行系统性能测试和实验验证。五、预期结果1.设计出基于FPGA的光纤陀螺捷联系统硬件平台并实现功能的验证。2.对系统进行性能测试，包括系统精度、灵敏度等指标的测试。3.对硬件平台的设计和算法进行优化，提高系统的性能和稳定性。4.分享系统设计和实现的经验，为其他控制系统的设计和实现提供参考。六、进度安排本文的总体进度安排如下：1.阅读相关文献和研究资料，梳理研究方向和问题，撰写文献综述（第一周-第二周）；2.学习光纤陀螺捷联系统的结构和工作原理，确定研究内容及方向（第三周-第四周）；3.设计硬件平台，包括电路设计、电路调试等（第五周-第六周）；4.算法的设计和实现，包括数据采集、算法实现等（第七周-第九周）；5.主要功能的集成和测试（第十周-第十二周）；6.编写论文，准备答辩（第十三周-第十五周）；7.论文修改、打印和提交（第十六周）。七、研究的难点及解决方法1.系统精度的提高：提高光纤陀螺系统的精度需要优化算法及硬件平台的设计。2.数据处理的实时性：要保证数据处理的实时性，实现对系统的精确控制，需要优化算法实现方式，同时也需要完善硬件平台的设计。3.硬件平台的设计：硬件平台设计要考虑到系统的稳定性、可靠性以及成本等方面的问题，需要与具体需求相匹配，通过有效的设计来解决。八、参考文献[1]张永海,钟建民,陈小华.基于FPGA技术的光纤陀螺仪控制系统[J].仪表技术与传感器,2012(6):25-28.[2]张力,范瑜,李淑春.基于光纤陀螺的自主导航系统原理与设计[J].光电子技术论坛,2016,3(4):7-10.[3]YANGJ,ZHANGY,RENH.Designandimplementationofastrapdownfiber-opticgyroinertialmeasur