高速飞行姿态解算系统设计与实现

摘要：

飞行事故分析需要完整记录飞机的飞行姿态,为此设计了一种基于FPGA的高速姿态解算系统,能够在线高速输出姿态信息,为飞行事故分析提供充足的参考数据.系统采用基于四元数的姿态算法,以克服欧拉法在90°具有奇异性的缺陷;用浮点数格式进行数据描述,并在FPGA内设计了浮点数四则运算硬件逻辑电路,以提高解算的精度;同时,在解算过程中充分发挥FPGA分布式、并行化的处理特点,通过并行流水设计及模块复用方法对系统的处理速度和资源消耗进行折中,使得系统在一块小规模FPGA芯片中达到0.38 MHz的姿态输出频率.进行仿真数据测试及转台实验,对系统的解算精度及动静态性能进行了分析与评价.实验结果表明,系统性能良好,简单实用,具有较好的工程推广应用前景.

关键词：飞行事故分析、姿态解算、四元数、现场可编程逻辑门阵列

所属期刊栏目：43

分类号：TP274(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金重点基金项目资助61134004

在线出版日期：2013-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：111-115