無傘末敏彈運動參數(shù)測量技術及實驗方法研究
發(fā)布時間:2021-10-08 01:33
為使無傘末敏彈快速達到穩(wěn)態(tài)掃描狀態(tài),就必須對其轉動慣量和氣動參數(shù)進行優(yōu)化設計,而相關參數(shù)的推導和計算均是建立在無傘末敏彈大量準確姿態(tài)數(shù)據(jù)上的,因此針對無傘末敏彈較有傘運動過程中存在轉速大,落速快、掃描角不穩(wěn)等特點,研究無傘末敏彈姿態(tài)測量系統(tǒng)對于無傘末敏彈的研制有著至關重要的意義。為了解決無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描姿態(tài)參數(shù)測量的問題,本文根據(jù)無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動特性,建立了無傘末敏彈的運動模型;采用四元數(shù)旋轉矢量法實現(xiàn)了無傘末敏彈的姿態(tài)角實時解算,并利用加速度計和磁強計進行對陀螺解算姿態(tài)角產(chǎn)生的積累誤差進行補償。本文采用基于三軸磁強計、三軸MEMS陀螺儀和三軸MEMS加速計組合姿態(tài)測量系統(tǒng)。通過姿態(tài)測量系統(tǒng)靜態(tài)標定實驗、無傘末敏彈半實物轉臺實驗和無傘末敏彈高空投放實驗,確定姿態(tài)參數(shù)靜態(tài)誤差范圍,驗證姿態(tài)測量系統(tǒng)對無傘末敏彈姿態(tài)測量的可行性和準確性,獲取無傘末敏彈掃描角變化規(guī)律及估算的無傘末敏彈掃描姿態(tài)參數(shù)。
【文章來源】:南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
主要符號及縮咯語表
1 緒論
1.1 無傘末敏彈研究背景與意義
1.1.1 末敏彈的研究背景
1.1.2 無傘末敏彈掃描平臺現(xiàn)狀
1.1.3 無傘末敏彈運動參數(shù)測量意義
1.2 穩(wěn)態(tài)掃描平臺姿態(tài)測量方法研究現(xiàn)狀
1.2.1 無傘末敏彈掃描平臺測量技術
1.2.2 捷聯(lián)姿態(tài)解算方法
1.3 本文的主要內(nèi)容
2 無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動參數(shù)測量方法研究
2.1 坐標系與坐標系的轉換
2.1.1 坐標系的定義
2.1.2 坐標系的轉換
2.2 無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動特性分析
2.2.1 無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描
2.2.2 無傘末敏彈掃描運動穩(wěn)定條件
2.2.3 無傘末敏彈運動微分方程
2.3 基于四元數(shù)的姿態(tài)解算
2.3.1 四元數(shù)基本原理
2.3.2 四元數(shù)姿態(tài)矩陣更新原理
2.3.3 基于四元數(shù)的旋轉運動方程
2.3.4 基于四元數(shù)旋轉運動方程解算方法
2.3.5 基于四元數(shù)旋轉運動方程初值確定
2.3.6 基于四元數(shù)姿態(tài)解算步驟
2.4 傳感器標定和初始對準
2.4.1 傳感器的測試、標定方法
2.4.2 初始對準
2.5 校正反饋信號
2.5.1 磁強計與加計姿態(tài)解算
2.5.2 彈體姿態(tài)校正系統(tǒng)結構
2.6 本章小結
3. 組合測量系統(tǒng)在無傘末敏彈中的運用
3.1 模擬無傘末敏彈掃描運動的硬件實現(xiàn)
3.2 靜態(tài)標定實驗
3.3 模擬無傘末敏彈掃描運動轉臺實驗
3.3.1 模擬無傘末敏彈掃描雙軸轉臺實驗
3.3.2 模擬無傘末敏彈掃描單軸轉臺實驗
3.4 高空投放實驗以及數(shù)據(jù)處理
3.4.1 高空投放實驗器材
3.4.2 高空投放實驗步驟
3.4.3 高空投放實驗數(shù)據(jù)分析
3.5 本章小結
4. 總結與展望
4.1 所作工作總結
4.2 進一步的研究內(nèi)容
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]磁阻傳感器測量旋轉彈滾轉姿態(tài)的原理分析[J]. 馬國梁,李巖,葛敬飛. 彈道學報. 2012(01)
[2]單翼與有傘末敏子彈的掃描比較及分析[J]. 顧建平,韓子鵬. 彈箭與制導學報. 2011(01)
[3]基于磁/慣性傳感器旋轉彈體定姿的Kalman濾波器設計[J]. 李玎,卜雄洙,向超,曹志謙. 中國慣性技術學報. 2010(01)
[4]多傳感器信息融合技術及其應用[J]. 孫輝,趙峰,張峰云. 海洋測繪. 2009(05)
[5]基于磁阻傳感器的旋轉彈飛行姿態(tài)測量方法[J]. 李冠中,王雷. 彈箭與制導學報. 2009(02)
[6]基于磁強計和MEMS陀螺的彈箭全姿態(tài)探測[J]. 鮑亞琪,陳國光,吳坤,王曉蓉. 兵工學報. 2008(10)
[7]一種基于慣性測量組合的彈箭飛行姿態(tài)測試方法[J]. 曹少珺,孫發(fā)魚. 探測與控制學報. 2007(06)
[8]基于MATLAB的外彈道模型仿真研究[J]. 馬利兵,林都. 中北大學學報(自然科學版). 2006(05)
[9]地磁陀螺組合彈藥姿態(tài)探測技術研究[J]. 曹紅松,馮順山,趙捍東,金俊. 彈箭與制導學報. 2006(03)
[10]彈道修正彈滾轉角辨識系統(tǒng)模型與誤差分析[J]. 陳勇巍,程翔,張河. 探測與控制學報. 2006(04)
博士論文
[1]基于磁傳感器組合的旋轉彈體姿態(tài)測試方法研究[D]. 李玎.南京理工大學 2009
[2]彈道修正彈飛行姿態(tài)角磁探測技術及其彈道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大學 2008
[3]多傳感器組合導航系統(tǒng)信息融合技術研究[D]. 肖乾.哈爾濱工程大學 2005
[4]多傳感器數(shù)據(jù)融合算法研究[D]. 吳艷.西安電子科技大學 2003
[5]捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 楊艷娟.哈爾濱工程大學 2001
碩士論文
[1]彈載捷聯(lián)慣性導航算法與裝置的研究[D]. 陳武.西安工業(yè)大學 2012
[2]地磁感應線圈在彈體運動參數(shù)測量中的應用研究[D]. 李雙.南京理工大學 2012
[3]三軸微機電陀螺儀微慣性測量研究[D]. 謝世軍.南京理工大學 2011
[4]無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動模型與計算方法研究[D]. 周思淵.南京理工大學 2010
[5]制導炮彈飛行姿態(tài)的陀螺/磁阻傳感器組合測量方法研究[D]. 韓艷.南京理工大學 2010
[6]地磁陀螺組合的姿態(tài)敏感技術[D]. 雷芳.中北大學 2009
[7]利用磁阻傳感器測量飛行體滾轉角[D]. 孫寧.南京理工大學 2008
[8]無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描特性研究[D]. 王愛中.南京理工大學 2008
[9]加速度計/磁強計捷聯(lián)慣導系統(tǒng)姿態(tài)解算方法研究[D]. 李海濤.中北大學 2007
[10]基于MEMS器件的航向姿態(tài)測量系統(tǒng)的研究[D]. 宋麗君.西北工業(yè)大學 2007
本文編號:3423167
【文章來源】:南京理工大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
主要符號及縮咯語表
1 緒論
1.1 無傘末敏彈研究背景與意義
1.1.1 末敏彈的研究背景
1.1.2 無傘末敏彈掃描平臺現(xiàn)狀
1.1.3 無傘末敏彈運動參數(shù)測量意義
1.2 穩(wěn)態(tài)掃描平臺姿態(tài)測量方法研究現(xiàn)狀
1.2.1 無傘末敏彈掃描平臺測量技術
1.2.2 捷聯(lián)姿態(tài)解算方法
1.3 本文的主要內(nèi)容
2 無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動參數(shù)測量方法研究
2.1 坐標系與坐標系的轉換
2.1.1 坐標系的定義
2.1.2 坐標系的轉換
2.2 無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動特性分析
2.2.1 無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描
2.2.2 無傘末敏彈掃描運動穩(wěn)定條件
2.2.3 無傘末敏彈運動微分方程
2.3 基于四元數(shù)的姿態(tài)解算
2.3.1 四元數(shù)基本原理
2.3.2 四元數(shù)姿態(tài)矩陣更新原理
2.3.3 基于四元數(shù)的旋轉運動方程
2.3.4 基于四元數(shù)旋轉運動方程解算方法
2.3.5 基于四元數(shù)旋轉運動方程初值確定
2.3.6 基于四元數(shù)姿態(tài)解算步驟
2.4 傳感器標定和初始對準
2.4.1 傳感器的測試、標定方法
2.4.2 初始對準
2.5 校正反饋信號
2.5.1 磁強計與加計姿態(tài)解算
2.5.2 彈體姿態(tài)校正系統(tǒng)結構
2.6 本章小結
3. 組合測量系統(tǒng)在無傘末敏彈中的運用
3.1 模擬無傘末敏彈掃描運動的硬件實現(xiàn)
3.2 靜態(tài)標定實驗
3.3 模擬無傘末敏彈掃描運動轉臺實驗
3.3.1 模擬無傘末敏彈掃描雙軸轉臺實驗
3.3.2 模擬無傘末敏彈掃描單軸轉臺實驗
3.4 高空投放實驗以及數(shù)據(jù)處理
3.4.1 高空投放實驗器材
3.4.2 高空投放實驗步驟
3.4.3 高空投放實驗數(shù)據(jù)分析
3.5 本章小結
4. 總結與展望
4.1 所作工作總結
4.2 進一步的研究內(nèi)容
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]磁阻傳感器測量旋轉彈滾轉姿態(tài)的原理分析[J]. 馬國梁,李巖,葛敬飛. 彈道學報. 2012(01)
[2]單翼與有傘末敏子彈的掃描比較及分析[J]. 顧建平,韓子鵬. 彈箭與制導學報. 2011(01)
[3]基于磁/慣性傳感器旋轉彈體定姿的Kalman濾波器設計[J]. 李玎,卜雄洙,向超,曹志謙. 中國慣性技術學報. 2010(01)
[4]多傳感器信息融合技術及其應用[J]. 孫輝,趙峰,張峰云. 海洋測繪. 2009(05)
[5]基于磁阻傳感器的旋轉彈飛行姿態(tài)測量方法[J]. 李冠中,王雷. 彈箭與制導學報. 2009(02)
[6]基于磁強計和MEMS陀螺的彈箭全姿態(tài)探測[J]. 鮑亞琪,陳國光,吳坤,王曉蓉. 兵工學報. 2008(10)
[7]一種基于慣性測量組合的彈箭飛行姿態(tài)測試方法[J]. 曹少珺,孫發(fā)魚. 探測與控制學報. 2007(06)
[8]基于MATLAB的外彈道模型仿真研究[J]. 馬利兵,林都. 中北大學學報(自然科學版). 2006(05)
[9]地磁陀螺組合彈藥姿態(tài)探測技術研究[J]. 曹紅松,馮順山,趙捍東,金俊. 彈箭與制導學報. 2006(03)
[10]彈道修正彈滾轉角辨識系統(tǒng)模型與誤差分析[J]. 陳勇巍,程翔,張河. 探測與控制學報. 2006(04)
博士論文
[1]基于磁傳感器組合的旋轉彈體姿態(tài)測試方法研究[D]. 李玎.南京理工大學 2009
[2]彈道修正彈飛行姿態(tài)角磁探測技術及其彈道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大學 2008
[3]多傳感器組合導航系統(tǒng)信息融合技術研究[D]. 肖乾.哈爾濱工程大學 2005
[4]多傳感器數(shù)據(jù)融合算法研究[D]. 吳艷.西安電子科技大學 2003
[5]捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 楊艷娟.哈爾濱工程大學 2001
碩士論文
[1]彈載捷聯(lián)慣性導航算法與裝置的研究[D]. 陳武.西安工業(yè)大學 2012
[2]地磁感應線圈在彈體運動參數(shù)測量中的應用研究[D]. 李雙.南京理工大學 2012
[3]三軸微機電陀螺儀微慣性測量研究[D]. 謝世軍.南京理工大學 2011
[4]無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動模型與計算方法研究[D]. 周思淵.南京理工大學 2010
[5]制導炮彈飛行姿態(tài)的陀螺/磁阻傳感器組合測量方法研究[D]. 韓艷.南京理工大學 2010
[6]地磁陀螺組合的姿態(tài)敏感技術[D]. 雷芳.中北大學 2009
[7]利用磁阻傳感器測量飛行體滾轉角[D]. 孫寧.南京理工大學 2008
[8]無傘末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描特性研究[D]. 王愛中.南京理工大學 2008
[9]加速度計/磁強計捷聯(lián)慣導系統(tǒng)姿態(tài)解算方法研究[D]. 李海濤.中北大學 2007
[10]基于MEMS器件的航向姿態(tài)測量系統(tǒng)的研究[D]. 宋麗君.西北工業(yè)大學 2007
本文編號:3423167
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