基于CP-132UL V2的IMU地面測(cè)試軟件設(shè)計(jì)

2 CP-132UL V2簡(jiǎn)介
CP一132UL V2是Moxa公司生產(chǎn)的工業(yè)級(jí)多串口采集板，可信賴的信息傳輸最遠(yuǎn)可達(dá)4 000英尺，最大波特率為92 160 b／s，使其傳輸RS一422／485的信息傳輸像RS一232一樣簡(jiǎn)單。基于CP一132UL V2的自動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸控制的特點(diǎn)可為數(shù)據(jù)通道的開啟和關(guān)閉提供精確的時(shí)間控制，即使在高速數(shù)據(jù)傳輸下，也不會(huì)產(chǎn)生故障。將該器件置于電路板中的終端電阻器，為電阻器提供合適的阻值。絕緣保護(hù)方案可使電路板能夠承受2 000 V的高壓。下面給出CP-132UL V2的接口針分配圖，其中圖1是電路板和計(jì)算機(jī)的接口，25針結(jié)構(gòu)，可以直接插入工控機(jī)的主板插槽，表1為其各針接口功能；圖2是與設(shè)備連接的接口，9針結(jié)構(gòu)，連接需要測(cè)量的信號(hào)發(fā)生器，表2為其各針接口功能。

3 標(biāo)定測(cè)試方法
IMU的核心部件是陀螺和加速度計(jì)，由于陀螺和加速度計(jì)自身的標(biāo)度因數(shù)和安裝誤差因素的影響，使得IMU輸出存在較大誤差，所以需要標(biāo)定IMU實(shí)現(xiàn)輸出補(bǔ)償。

采用分立標(biāo)定方法標(biāo)定慣組的誤差參數(shù)，所謂分立標(biāo)定方法就是直接利用加速度計(jì)和陀螺的輸出作為觀測(cè)量，與已知基準(zhǔn)信息相比較從而確定誤差參數(shù)。標(biāo)定測(cè)試主要包括：①加速度計(jì)誤差參數(shù)的標(biāo)定；②陀螺標(biāo)度因數(shù)以及安裝誤差系數(shù)的標(biāo)定；③陀螺常值漂移的標(biāo)定；④標(biāo)定結(jié)果評(píng)估。

4 標(biāo)定軟件設(shè)計(jì)
基于CP-132UL V2的標(biāo)定測(cè)試軟件主要包括RS-422串行通訊，靜漂測(cè)試和標(biāo)定測(cè)試等功能模塊。
4．1 RS-422串行通訊
地面測(cè)試設(shè)備通過RS-422串行總線與慣組通訊，主要完成慣組數(shù)據(jù)接收和慣組誤差補(bǔ)償參數(shù)寫入，其波特率為921．6 Kb／s。而數(shù)據(jù)包括幀計(jì)數(shù)、3路陀螺數(shù)據(jù)及溫度3路加表數(shù)據(jù)及溫度，以及溫度控制板溫度。慣組的數(shù)據(jù)每隔10 ms發(fā)送一組數(shù)據(jù)。利用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)RS一422串口通信的訪問，在實(shí)現(xiàn)控制通信中，主要調(diào)用3個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)串口控制：首先配置串口，串口打開，然后通過對(duì)串口操作，接收數(shù)據(jù)后，關(guān)閉串口。程序設(shè)計(jì)流程如圖3所示。設(shè)計(jì)時(shí)，串口設(shè)計(jì)是針對(duì)CP-132UL V2采集板，由于采集板內(nèi)部可自動(dòng)分配地址，所以不需要對(duì)硬件做任何操作，只需在軟件上編寫串口功能即可實(shí)現(xiàn)串口通訊。

4．2 靜漂測(cè)試
靜漂測(cè)試主要是對(duì)慣組進(jìn)行一次通電穩(wěn)定性測(cè)試。測(cè)試數(shù)據(jù)采樣周期T、測(cè)試數(shù)據(jù)組數(shù)N可預(yù)先設(shè)定，最后計(jì)算靜漂測(cè)試數(shù)據(jù)平均值和隨機(jī)誤差，評(píng)估慣組穩(wěn)定性。
設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的是采樣周期和測(cè)試組數(shù)可任意設(shè)定，所以要將采樣周期和測(cè)試組數(shù)設(shè)為全局變量，計(jì)算平均值和隨機(jī)誤差時(shí)，只需將前面采集的數(shù)值進(jìn)行簡(jiǎn)單算法。
4．3 標(biāo)定測(cè)試