在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,精確打擊是必然趨勢,怎樣提高常規(guī)無控彈藥的精確打擊能力,是各國均要努力解決的重要問題。傳統(tǒng)無控彈藥制導(dǎo)化的關(guān)鍵技術(shù)在于滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角獲取。本文以測量火箭彈滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角作為主要研究內(nèi)容,在求解初始滾轉(zhuǎn)角,估計實時滾轉(zhuǎn)角,姿態(tài)仿真平臺的設(shè)計等方面展開研究。主要工作有以下幾點:（1）通過建立姿態(tài)測試系統(tǒng)坐標系,推導(dǎo)得出各坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,分析了火箭彈的運動學模型,數(shù)值仿真計算了射程30km火箭彈的彈道特征曲線。基于忽略偏航角,建立了火箭彈初始滾轉(zhuǎn)角解算數(shù)學模型。比較分析了加權(quán)平均法和卡爾曼濾波估計求解實時滾轉(zhuǎn)角的性能,并利用卡爾曼濾波方法建立了實時滾轉(zhuǎn)角估計的數(shù)學模型。（2）結(jié)合火箭彈的運動特性,對滾轉(zhuǎn)姿態(tài)測試系統(tǒng)的工作原理進行了深入分析,確定以三軸磁阻傳感器測量為主、三軸微機械陀螺測量為輔的磁阻/陀螺組合滾轉(zhuǎn)姿態(tài)測試系統(tǒng)的設(shè)計方案,完成了數(shù)據(jù)記錄儀的軟件及硬件設(shè)計。解決了單一傳感器姿態(tài)角辯識精度差、無法抗高沖擊載荷的問題。該測試系統(tǒng)具有低成本、抗沖擊、高精度等特點。（3）針對實彈試驗過程無法重復(fù)的特點,設(shè)計了適用于地磁場作為參照系的高速旋轉(zhuǎn)火箭彈滾轉(zhuǎn)姿態(tài)半實物仿真平臺,該平臺主體... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題的研究意義
    1.2 火箭彈姿態(tài)測試技術(shù)的發(fā)展
    1.3 課題的主要研究內(nèi)容
2 基于磁阻/陀螺組合的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角測試原理
    2.1 系統(tǒng)坐標系
        2.1.1 系統(tǒng)坐標系定義
        2.1.2 坐標系間的轉(zhuǎn)換關(guān)系
    2.2 火箭彈的運動學模型
    2.3 火箭彈初始滾轉(zhuǎn)角確定方法
        2.3.1 地磁要素
        2.3.2 利用磁阻傳感器確定彈體滾轉(zhuǎn)角
        2.3.3 利用MEMS陀螺儀確定彈體滾轉(zhuǎn)角
        2.3.4 彈體初始滾轉(zhuǎn)角的計算方法
    2.4 火箭彈實時滾轉(zhuǎn)角確定方法
        2.4.1 加權(quán)平均法及卡爾曼濾波法
        2.4.2 利用加權(quán)平均法實時解算滾轉(zhuǎn)角
        2.4.3 利用卡爾曼濾波法實時解算滾轉(zhuǎn)角
3 火箭彈滾轉(zhuǎn)姿態(tài)測試系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 地磁傳感器選型
    3.2 MEMS陀螺儀選型
    3.3 滾轉(zhuǎn)姿態(tài)測試系統(tǒng)設(shè)計
        3.3.1 數(shù)據(jù)記錄儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.2 數(shù)據(jù)記錄儀的狀態(tài)設(shè)計
        3.3.3 滾轉(zhuǎn)姿態(tài)解算平臺的功能設(shè)計
4.半實物仿真平臺設(shè)計
    4.1 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.2 無磁性分析
    4.3 控制系統(tǒng)的工作原理
    4.4 實驗結(jié)果分析
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]彈道修正彈飛行姿態(tài)角磁探測技術(shù)及其彈道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大學 2008

碩士論文
[1]基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的彈箭姿態(tài)估計[D]. 顧貞友.南京理工大學 2013
[2]基于磁阻/陀螺組合測量彈體飛行姿態(tài)的數(shù)據(jù)融合方法研究[D]. 馬秀麗.南京理工大學 2012
[3]地磁信號檢測系統(tǒng)設(shè)計及誤差補償研究[D]. 劉宗堯.南京理工大學 2011
[4]基于地磁、陀螺原理的姿態(tài)測試技術(shù)研究[D]. 段精婧.中北大學 2010
[5]方波激勵磁通門接口ASIC設(shè)計[D]. 董俅.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[6]利用磁阻傳感器測量飛行體滾轉(zhuǎn)角[D]. 孫寧.南京理工大學 2008
[7]某型戰(zhàn)機飛行模擬器三自由度運動平臺的研制[D]. 李紹安.華中科技大學 2005



本文編號：3013088