无伞末敏弹运动参数测量技术及实验方法研究
发布时间：2021-10-08 01:33
为使无伞末敏弹快速达到稳态扫描状态,就必须对其转动惯量和气动参数进行优化设计,而相关参数的推导和计算均是建立在无伞末敏弹大量准确姿态数据上的,因此针对无伞末敏弹较有伞运动过程中存在转速大,落速快、扫描角不稳等特点,研究无伞末敏弹姿态测量系统对于无伞末敏弹的研制有着至关重要的意义。为了解决无伞末敏弹稳态扫描姿态参数测量的问题,本文根据无伞末敏弹稳态扫描运动特性,建立了无伞末敏弹的运动模型；采用四元数旋转矢量法实现了无伞末敏弹的姿态角实时解算,并利用加速度计和磁强计进行对陀螺解算姿态角产生的积累误差进行补偿。本文采用基于三轴磁强计、三轴MEMS陀螺仪和三轴MEMS加速计组合姿态测量系统。通过姿态测量系统静态标定实验、无伞末敏弹半实物转台实验和无伞末敏弹高空投放实验,确定姿态参数静态误差范围,验证姿态测量系统对无伞末敏弹姿态测量的可行性和准确性,获取无伞末敏弹扫描角变化规律及估算的无伞末敏弹扫描姿态参数。
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号及缩咯语表
1 绪论
1.1 无伞末敏弹研究背景与意义
1.1.1 末敏弹的研究背景
1.1.2 无伞末敏弹扫描平台现状
1.1.3 无伞末敏弹运动参数测量意义
1.2 稳态扫描平台姿态测量方法研究现状
1.2.1 无伞末敏弹扫描平台测量技术
1.2.2 捷联姿态解算方法
1.3 本文的主要内容
2 无伞末敏弹稳态扫描运动参数测量方法研究
2.1 坐标系与坐标系的转换
2.1.1 坐标系的定义
2.1.2 坐标系的转换
2.2 无伞末敏弹稳态扫描运动特性分析
2.2.1 无伞末敏弹稳态扫描
2.2.2 无伞末敏弹扫描运动稳定条件
2.2.3 无伞末敏弹运动微分方程
2.3 基于四元数的姿态解算
2.3.1 四元数基本原理
2.3.2 四元数姿态矩阵更新原理
2.3.3 基于四元数的旋转运动方程
2.3.4 基于四元数旋转运动方程解算方法
2.3.5 基于四元数旋转运动方程初值确定
2.3.6 基于四元数姿态解算步骤
2.4 传感器标定和初始对准
2.4.1 传感器的测试、标定方法
2.4.2 初始对准
2.5 校正反馈信号
2.5.1 磁强计与加计姿态解算
2.5.2 弹体姿态校正系统结构
2.6 本章小结
3. 组合测量系统在无伞末敏弹中的运用
3.1 模拟无伞末敏弹扫描运动的硬件实现
3.2 静态标定实验
3.3 模拟无伞末敏弹扫描运动转台实验
3.3.1 模拟无伞末敏弹扫描双轴转台实验
3.3.2 模拟无伞末敏弹扫描单轴转台实验
3.4 高空投放实验以及数据处理
3.4.1 高空投放实验器材
3.4.2 高空投放实验步骤
3.4.3 高空投放实验数据分析
3.5 本章小结
4. 总结与展望
4.1 所作工作总结
4.2 进一步的研究内容
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的原理分析[J]. 马国梁,李岩,葛敬飞. 弹道学报. 2012(01)
[2]单翼与有伞末敏子弹的扫描比较及分析[J]. 顾建平,韩子鹏. 弹箭与制导学报. 2011(01)
[3]基于磁/惯性传感器旋转弹体定姿的Kalman滤波器设计[J]. 李玎,卜雄洙,向超,曹志谦. 中国惯性技术学报. 2010(01)
[4]多传感器信息融合技术及其应用[J]. 孙辉,赵峰,张峰云. 海洋测绘. 2009(05)
[5]基于磁阻传感器的旋转弹飞行姿态测量方法[J]. 李冠中,王雷. 弹箭与制导学报. 2009(02)
[6]基于磁强计和MEMS陀螺的弹箭全姿态探测[J]. 鲍亚琪,陈国光,吴坤,王晓蓉. 兵工学报. 2008(10)
[7]一种基于惯性测量组合的弹箭飞行姿态测试方法[J]. 曹少珺,孙发鱼. 探测与控制学报. 2007(06)
[8]基于MATLAB的外弹道模型仿真研究[J]. 马利兵,林都. 中北大学学报(自然科学版). 2006(05)
[9]地磁陀螺组合弹药姿态探测技术研究[J]. 曹红松,冯顺山,赵捍东,金俊. 弹箭与制导学报. 2006(03)
[10]弹道修正弹滚转角辨识系统模型与误差分析[J]. 陈勇巍,程翔,张河. 探测与控制学报. 2006(04)
博士论文
[1]基于磁传感器组合的旋转弹体姿态测试方法研究[D]. 李玎.南京理工大学 2009
[2]弹道修正弹飞行姿态角磁探测技术及其弹道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大学 2008
[3]多传感器组合导航系统信息融合技术研究[D]. 肖乾.哈尔滨工程大学 2005
[4]多传感器数据融合算法研究[D]. 吴艳.西安电子科技大学 2003
[5]捷联惯性导航系统关键技术研究[D]. 杨艳娟.哈尔滨工程大学 2001
硕士论文
[1]弹载捷联惯性导航算法与装置的研究[D]. 陈武.西安工业大学 2012
[2]地磁感应线圈在弹体运动参数测量中的应用研究[D]. 李双.南京理工大学 2012
[3]三轴微机电陀螺仪微惯性测量研究[D]. 谢世军.南京理工大学 2011
[4]无伞末敏弹稳态扫描运动模型与计算方法研究[D]. 周思渊.南京理工大学 2010
[5]制导炮弹飞行姿态的陀螺/磁阻传感器组合测量方法研究[D]. 韩艳.南京理工大学 2010
[6]地磁陀螺组合的姿态敏感技术[D]. 雷芳.中北大学 2009
[7]利用磁阻传感器测量飞行体滚转角[D]. 孙宁.南京理工大学 2008
[8]无伞末敏弹稳态扫描特性研究[D]. 王爱中.南京理工大学 2008
[9]加速度计/磁强计捷联惯导系统姿态解算方法研究[D]. 李海涛.中北大学 2007
[10]基于MEMS器件的航向姿态测量系统的研究[D]. 宋丽君.西北工业大学 2007
本文编号：3423167
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号及缩咯语表
1 绪论
1.1 无伞末敏弹研究背景与意义
1.1.1 末敏弹的研究背景
1.1.2 无伞末敏弹扫描平台现状
1.1.3 无伞末敏弹运动参数测量意义
1.2 稳态扫描平台姿态测量方法研究现状
1.2.1 无伞末敏弹扫描平台测量技术
1.2.2 捷联姿态解算方法
1.3 本文的主要内容
2 无伞末敏弹稳态扫描运动参数测量方法研究
2.1 坐标系与坐标系的转换
2.1.1 坐标系的定义
2.1.2 坐标系的转换
2.2 无伞末敏弹稳态扫描运动特性分析
2.2.1 无伞末敏弹稳态扫描
2.2.2 无伞末敏弹扫描运动稳定条件
2.2.3 无伞末敏弹运动微分方程
2.3 基于四元数的姿态解算
2.3.1 四元数基本原理
2.3.2 四元数姿态矩阵更新原理
2.3.3 基于四元数的旋转运动方程
2.3.4 基于四元数旋转运动方程解算方法
2.3.5 基于四元数旋转运动方程初值确定
2.3.6 基于四元数姿态解算步骤
2.4 传感器标定和初始对准
2.4.1 传感器的测试、标定方法
2.4.2 初始对准
2.5 校正反馈信号
2.5.1 磁强计与加计姿态解算
2.5.2 弹体姿态校正系统结构
2.6 本章小结
3. 组合测量系统在无伞末敏弹中的运用
3.1 模拟无伞末敏弹扫描运动的硬件实现
3.2 静态标定实验
3.3 模拟无伞末敏弹扫描运动转台实验
3.3.1 模拟无伞末敏弹扫描双轴转台实验
3.3.2 模拟无伞末敏弹扫描单轴转台实验
3.4 高空投放实验以及数据处理
3.4.1 高空投放实验器材
3.4.2 高空投放实验步骤
3.4.3 高空投放实验数据分析
3.5 本章小结
4. 总结与展望
4.1 所作工作总结
4.2 进一步的研究内容
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的原理分析[J]. 马国梁,李岩,葛敬飞. 弹道学报. 2012(01)
[2]单翼与有伞末敏子弹的扫描比较及分析[J]. 顾建平,韩子鹏. 弹箭与制导学报. 2011(01)
[3]基于磁/惯性传感器旋转弹体定姿的Kalman滤波器设计[J]. 李玎,卜雄洙,向超,曹志谦. 中国惯性技术学报. 2010(01)
[4]多传感器信息融合技术及其应用[J]. 孙辉,赵峰,张峰云. 海洋测绘. 2009(05)
[5]基于磁阻传感器的旋转弹飞行姿态测量方法[J]. 李冠中,王雷. 弹箭与制导学报. 2009(02)
[6]基于磁强计和MEMS陀螺的弹箭全姿态探测[J]. 鲍亚琪,陈国光,吴坤,王晓蓉. 兵工学报. 2008(10)
[7]一种基于惯性测量组合的弹箭飞行姿态测试方法[J]. 曹少珺,孙发鱼. 探测与控制学报. 2007(06)
[8]基于MATLAB的外弹道模型仿真研究[J]. 马利兵,林都. 中北大学学报(自然科学版). 2006(05)
[9]地磁陀螺组合弹药姿态探测技术研究[J]. 曹红松,冯顺山,赵捍东,金俊. 弹箭与制导学报. 2006(03)
[10]弹道修正弹滚转角辨识系统模型与误差分析[J]. 陈勇巍,程翔,张河. 探测与控制学报. 2006(04)
博士论文
[1]基于磁传感器组合的旋转弹体姿态测试方法研究[D]. 李玎.南京理工大学 2009
[2]弹道修正弹飞行姿态角磁探测技术及其弹道修正方法研究[D]. 高峰.南京理工大学 2008
[3]多传感器组合导航系统信息融合技术研究[D]. 肖乾.哈尔滨工程大学 2005
[4]多传感器数据融合算法研究[D]. 吴艳.西安电子科技大学 2003
[5]捷联惯性导航系统关键技术研究[D]. 杨艳娟.哈尔滨工程大学 2001
硕士论文
[1]弹载捷联惯性导航算法与装置的研究[D]. 陈武.西安工业大学 2012
[2]地磁感应线圈在弹体运动参数测量中的应用研究[D]. 李双.南京理工大学 2012
[3]三轴微机电陀螺仪微惯性测量研究[D]. 谢世军.南京理工大学 2011
[4]无伞末敏弹稳态扫描运动模型与计算方法研究[D]. 周思渊.南京理工大学 2010
[5]制导炮弹飞行姿态的陀螺/磁阻传感器组合测量方法研究[D]. 韩艳.南京理工大学 2010
[6]地磁陀螺组合的姿态敏感技术[D]. 雷芳.中北大学 2009
[7]利用磁阻传感器测量飞行体滚转角[D]. 孙宁.南京理工大学 2008
[8]无伞末敏弹稳态扫描特性研究[D]. 王爱中.南京理工大学 2008
[9]加速度计/磁强计捷联惯导系统姿态解算方法研究[D]. 李海涛.中北大学 2007
[10]基于MEMS器件的航向姿态测量系统的研究[D]. 宋丽君.西北工业大学 2007
本文编号：3423167
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3423167.html
