基于CP-132UL V2的IMU地面測試軟件設計

2 CP-132UL V2簡介
CP一132UL V2是Moxa公司生產(chǎn)的工業(yè)級多串口采集板，可信賴的信息傳輸最遠可達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一232一樣簡單?；贑P一132UL V2的自動數(shù)據(jù)傳輸控制的特點可為數(shù)據(jù)通道的開啟和關閉提供精確的時間控制，即使在高速數(shù)據(jù)傳輸下，也不會產(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是電路板和計算機的接口，25針結構，可以直接插入工控機的主板插槽，表1為其各針接口功能；圖2是與設備連接的接口，9針結構，連接需要測量的信號發(fā)生器，表2為其各針接口功能。

3 標定測試方法
IMU的核心部件是陀螺和加速度計，由于陀螺和加速度計自身的標度因數(shù)和安裝誤差因素的影響，使得IMU輸出存在較大誤差，所以需要標定IMU實現(xiàn)輸出補償。

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

4 標定軟件設計
基于CP-132UL V2的標定測試軟件主要包括RS-422串行通訊，靜漂測試和標定測試等功能模塊。
4．1 RS-422串行通訊
地面測試設備通過RS-422串行總線與慣組通訊，主要完成慣組數(shù)據(jù)接收和慣組誤差補償參數(shù)寫入，其波特率為921．6 Kb／s。而數(shù)據(jù)包括幀計數(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)實現(xiàn)對RS一422串口通信的訪問，在實現(xiàn)控制通信中，主要調用3個函數(shù)實現(xiàn)串口控制：首先配置串口，串口打開，然后通過對串口操作，接收數(shù)據(jù)后，關閉串口。程序設計流程如圖3所示。設計時，串口設計是針對CP-132UL V2采集板，由于采集板內部可自動分配地址，所以不需要對硬件做任何操作，只需在軟件上編寫串口功能即可實現(xiàn)串口通訊。

4．2 靜漂測試
靜漂測試主要是對慣組進行一次通電穩(wěn)定性測試。測試數(shù)據(jù)采樣周期T、測試數(shù)據(jù)組數(shù)N可預先設定，最后計算靜漂測試數(shù)據(jù)平均值和隨機誤差，評估慣組穩(wěn)定性。
設計時，需要注意的是采樣周期和測試組數(shù)可任意設定，所以要將采樣周期和測試組數(shù)設為全局變量，計算平均值和隨機誤差時，只需將前面采集的數(shù)值進行簡單算法。
4．3 標定測試