基于LabVIEW的重力仪仿真与测试系统设计

时间:2011-06-29来源:网络

系统的数字信号处理器选用TMS320VC6713,该DSP是目前性价比最高的浮点处理器之一,适合于数据的高速处理。它是迄今为止TI公司推出的最快浮点处理器。TI公司6000系列的DSP最主要的特点是体系结构上采用VelociTI甚长指令(VLIM)结构,由一个超长的机器指令字来驱动内部多个功能单元。每个指令字包含多个字段(指令),字段之间相互独立,各自控制一个功能单元,因此可以单周期发射多条指令,实现很高的指令级并行效率。此外还具有以下特点:16位/3z位/64位高性能外部存储器接口(EMIF)提供了与SDRAM、SBSRAM和SRAM等同步/异步存储器直接接口;具有VelociTI先进VLIM内核结构;具有类是RISC的指令值;片内集成多种集成外设;内置灵活的PLL索相时钟电路;支持IEEE-1149.1(JTAG)边界扫描接口;内核采用1.2 V/1.5 V/1.8 V供电,周围I/O采用3.3 V供电;0.12~0.18μm CMOSZ工艺,5/6层金属处理;BGA球栅阵列封装。
根据海洋重力测量数据处理方法,在对某点重力观测值进行处理,得到该点实际重力值的过程中,需已知观测点的位置、水深以及载体的速度、航向等信息。因此,系统首先要实现既能对重力仪信号进行高精度的A/D转换和数据采集,又能实现与定位、水深设备的对接,即实现重力数据、定位数据及水深数据的同步采集。其次,同步采集的重力测量数据要经过低通数字滤波、重力修正等方法的处理才能得到比较精确的重力值,这就要求系统同时具有较好的在线处理速度。

2 模拟器软件流程
通过模拟器设计完成海洋重力数据输出的任务。在设计中,本文考虑到在海洋中进行重力采集各种因素,并通过软件设计将其模拟出来。重力数据采用定时结构产生,通过D/A卡将其转换为连续电压输出信号。其软件流程图如图3所示。

信号输入。航迹模块则主要对载体运动过程进行设计,记录载体经过设定路线每一点时的时间、位置、速度。重力仪模块则主要完成重力仪传感器数字化设计。根据不同条件下连续系统的重力仪传感器模型,设计对应的离散化传感器模型。为了便于理论分析,程序将会自动保存模拟器输出数据。

3 模拟器实现
程序采用面向对象的可视化编程语言LabVIEW对重力传感器模拟器进行开发设计。程序设计包括可视化参数输入的程序设计、利用传感器模型进行解算的程序以及模拟量输出的程序设计,通过点击按钮弹出的对话框输入各种传感器的输入参数,在图形显示区实时输出模拟器的输出电压值曲线。在主界面上通过点击各个按钮,可以弹出各个输入参数的界面,在图形显示区,实时显示出模拟器所输出的电压值,该电压值正对应实际海洋重力传感器经过信号转换和放大后的模拟信号。海洋重力传感器模拟器主要包括以下几个方面的参数输入。

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关键词: LabVIEW 重力 仿真 测试

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