基于dsp的陀螺连续测斜仪设计

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1、-论文题目：基于DSP的陀螺连续测斜仪设计专业：检测技术及其自动化装置硕士生：杨伟为(签名)指导老师：黄向东(签名)摘要陀螺测斜仪用于测量套管井(油井)井眼轨迹及各处的方位角、井斜角和工具面角等参数。目前，测斜仪仍广泛采用磁通门和加速度计作为传感器，MCS-51系列单片机作为控制和解算芯片，但磁通门传感器容易受到外界磁场的干扰，对测量精度产生不利影响。为克服这一缺陷，本课题设计了一种采用陀螺仪和加速度计作为传感器，以MCU作为控制器而以DSP作为解算芯片的测斜仪，具有抗干扰能力强、适用范围广、可靠性高等优点。陀螺测

2、斜仪的实质是基于捷联惯导原理的嵌入式仪器。本文阐述了测斜仪的基本原理，在对常用的惯性传感器进行比较的基础上对陀螺仪和加速度计进行了选型。系统以C8051F040和TMS320F28016作为主芯片，设计了数据采集模块、通信模块等电路。软件方面，用C语言分别开发了单片机控制程序和DSP油井参数解算程序。程序编写中精心设计各个函数，力求简洁高效，并采用模块化思想，使系统的维护、改进和功能扩展十分方便。上位机程序采用VC++编写，并采用了防(容)错设计的理念，具有友好的用户界面和简单的操作方法，测量数据在主程序界面上实时

3、地显示并能以文件的形式自动保存。井下和井上仪器的通信采用了曼彻斯特码。用软件进行曼彻斯特码的编码和解码，硬件将曼彻斯特码调制或解调为双极性曼彻斯特码，既简化了硬件设计，又使通信具有传输距离远、抗干扰能力强的优点。经测试，系统运行正常，达到了设计目标。对改进有磁性干扰地区的测井结果有一定应用价值。关键词：测斜仪；陀螺仪；加速度计；捷联惯导原理；曼彻斯特码研究类型：应用研究---Subject:DesignoftheGyroscopeInclinometerBasedonDSPSpecialty:DetectingTe

4、chnologyandAutomaticEquipmentName:YangWeiwei(signature)Instructor:HuangXiangdong(signature)ABSTRACTThegyroscopeinclinometerusedtomeasurethetrajectoryandtheazimuth,inclinationandtoolfaceangleofthecasedwell(oilwell).Currently,inclinometerswidelyusemagnetometeran

5、daccelerometerassensor,anduseMCS-51seriesmicrocontrollerasthecontrolunit,butthemagnetometerissusceptibletointerferencefromexternalmagneticfieldandanegativeimpactwillbeonmeasurementaccuracy.Toovercomethisshortcoming,thissubjectdesignsainclinometerthatagyroscope

6、andaccelerometerisusedasthesensor,andMCUasacontrollerandtheDSPchipasasolver,sotheinclinometerhasstrongeranti-interferenceability,widerapplicationarea,higherreliabilityadvantages.Gyroinclinometerisessentiallyanembeddedinstrumentbasedonstrapdowninertianavigation

7、theory.Thisthesisexplainsthebasicprinciplesofinclinometer,andselectsthetypeofgyroscopeandaccelerometerbycomparisoncommoninertiasensors.C8051F040andTMS320F28016isusedasthemainchipofthesystem,andthedataacquisitionmodule,communicationmoduleandothercircuitsaredesi

8、gned.Fortheaspectofsoftware,theMCUcontrolprogramsandtheoilwellparameterssolverprogramswithDSPchiparedevelopedwithClanguage.Allfunctionsofprogramsarepreparedwithgreatpainforsimplest