發(fā)布時間：2024-06-03 20:28

　　彈體的姿態(tài)測量在精確制導(dǎo)彈藥研制過程中有著至關(guān)重要的作用,本文基于三軸磁阻傳感器與三軸MEMS陀螺組合測量彈箭姿態(tài)角的方法上,重點研究了基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的彈體姿態(tài)角估計方法,建立了基于加權(quán)方法解算姿態(tài)角的數(shù)據(jù)融合模型和基于卡爾曼濾波方法解算姿態(tài)角的數(shù)據(jù)融合模型,最后通過數(shù)值仿真與實驗結(jié)果驗證了數(shù)據(jù)融合方法的可行性。 分析了現(xiàn)有彈箭姿態(tài)探測方法的優(yōu)缺點,利用磁阻傳感器與MEMS陀螺組合測量彈體姿態(tài)角,建立了磁-MEMS陀螺組合測量彈箭姿態(tài)角的數(shù)學(xué)模型,研究了在不同射向條件下磁阻傳感器輸出誤差對姿態(tài)角解算結(jié)果的影響；在偏航角為零的假設(shè)條件下,建立了彈體初始姿態(tài)角的數(shù)學(xué)模型。采用最小方差估計權(quán)值,建立了基于加權(quán)方法解算彈體姿態(tài)角的數(shù)據(jù)融合模型；通過對傳感器誤差分析建立了卡爾曼濾波的狀態(tài)方程和量測方程,經(jīng)過卡爾曼濾波方法估計出姿態(tài)角誤差,實時反饋來修正陀螺誤差,提高了彈體姿態(tài)角解算精度。最后對本文提出的數(shù)據(jù)融合方法在磁阻-MEMS陀螺組合測姿中的應(yīng)用進行了仿真分析,并開展了俯仰角運動模擬實驗與滾轉(zhuǎn)角運動模擬實驗,仿真與實驗結(jié)果表明,基于加權(quán)融合方法解算姿態(tài)角在一定程度上能夠提高姿態(tài)角解算精...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 選題的背景與意義
    1.2 彈箭姿態(tài)探測技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要內(nèi)容
2 多傳感器組合測姿模型的建立
    2.1 多傳感器組合測姿組成結(jié)構(gòu)
    2.2 磁-MEMS陀螺組合測量姿態(tài)角模型的建立
        2.2.1 本文使用的坐標(biāo)系
        2.2.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系
        2.2.3 地磁要素及其獲取方法
        2.2.4 磁-MEMS陀螺組合確定彈丸姿態(tài)的數(shù)學(xué)模型
        2.2.5 基于MEMS陀螺確定彈體姿態(tài)角
    2.3 彈體初始姿態(tài)角的計算方法
        2.3.1 初始姿態(tài)角數(shù)學(xué)建模
        2.3.2 彈丸的擺動對初始姿態(tài)角模型影響分析
    2.4 本章小結(jié)
3 基于磁-MEMS陀螺組合測量彈箭姿態(tài)的數(shù)據(jù)融合方法研究
    3.1 數(shù)據(jù)融合方法研究
        3.1.1 加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法
        3.1.2 基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合方法
        3.1.3 兩種數(shù)據(jù)融合方法的比較
    3.2 加權(quán)數(shù)據(jù)融合算法在磁-MEMS陀螺組合測姿中的應(yīng)用
        3.2.1 權(quán)系數(shù)的求取
        3.2.2 基于加權(quán)融合方法的磁-MEMS陀螺組合測姿模型
    3.3 卡爾曼濾波數(shù)據(jù)融合方法在磁-MEMS陀螺組合測姿中的應(yīng)用
        3.3.1 姿態(tài)探測傳感器建模
        3.3.2 基于卡爾曼濾波的磁-MEMS陀螺組合測姿模型
        3.3.3 基于卡爾曼濾波的彈體姿態(tài)角估計
    3.4 本章小結(jié)
4 彈箭飛行姿態(tài)數(shù)值仿真與實驗驗證
    4.1 彈箭飛行姿態(tài)數(shù)值仿真分析
        4.1.1 6DOF彈道仿真及傳感器數(shù)據(jù)模擬
        4.1.2 彈體初始姿態(tài)角仿真分析
        4.1.3 磁-MEMS陀螺組合測姿仿真分析
        4.1.4 基于加權(quán)方法的彈體姿態(tài)角數(shù)據(jù)融合仿真
        4.1.5 基于卡爾曼濾波方法的彈體姿態(tài)角數(shù)據(jù)融合仿真
    4.2 實驗驗證及結(jié)果分析
        4.2.1 磁-MEMS陀螺組合測姿室內(nèi)實驗條件
        4.2.2 磁-MEMS陀螺組合測姿靜態(tài)實驗
        4.2.3 彈體動態(tài)模擬實驗
        4.2.4 實驗結(jié)果分析
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻



本文編號：3988448