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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-opticgyroinertialmeasurementunitbasedonFPGA[J].Opto-ElectronicEngineering,2017,44(6):592-598.