装甲车辆火炮角速度测试装置的设计与实现

发布时间：2022-01-27 04:31

　　针对当前火炮角速度参数常用测试技术手段精度低、效率低的问题,提出一种通过数学模型降低对陀螺仪全量程高精度要求的测试方法,解决陀螺仪对火炮低速测量误差大的难题,满足火炮不同角速度的测量精度要求,并对测试装置进行系统设计,通过无线组网技术实时测控显示,实现火炮相关参数测试的便携化和精确化。试验结果表明,该装置测量精度高、便携易操作,可广泛应用于所有车载火炮武器系统的检验测量。 

【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(09)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【图文】：

测试装置逻辑关系示意图

莶杉?窒低车氖??识别标志以及当前工作类别；“数据和状态反辣是数据采集分系统回传的实时采集数据以及联网、电池电量、工作状态等，由手持终端分系统、数据处理分系统显示。整个装置在上电后，自动无线组网，经过标定后，即可进行测试。手持终端分系统、数据处理分系统可以冗余控制和显示试验结果，提供给用户不同的使用操作模式。图2测试装置逻辑关系示意图2.1.2工作原理分析2.1.2.1标定测试时，传感器分系统中的传感器即高精度微型MEMS陀螺仪（以下简称“传感器”）通过专门设计的夹具固定在炮口上方，如图3所示，使传感器x、y、z轴大体上分别沿火炮水平运动方向、火炮轴线方向、火炮垂直运动方向固定。遵循“右手定则原则一”，可以快速分配并确定坐标系的轴向。伸出右手，分别展开拇指、食指和中指，拇指指的方向是X轴向，食指指的方向是Y轴向，中指指的方向是Z轴向，如图4所示。传感器可测3个方向的角速度。遵循“右手定则原则二”，可以快速确定坐标轴轴向旋转的角速度方向。图3传感器安装示意图图4传感器安装图由于传感器和被测对象分别具有自身的坐标系，在传感器安装时，必然存在安装误差，即传感器的惯性敏感元件构成的非正交坐标系与被测对象坐标系之间就存在有一定的安装偏差角，因此，需要通过一定的过程来获取，这个过程就是“标定”。标定的过程实际上是获得两个坐标系之间由安装偏差角决定的一个确定的变换关系。李远哲，等：装甲车辆火炮角速度测试装置的设计与实现·175·1701

试验结果，提供给用户不同的使用操作模式。图2测试装置逻辑关系示意图2.1.2工作原理分析2.1.2.1标定测试时，传感器分系统中的传感器即高精度微型MEMS陀螺仪（以下简称“传感器”）通过专门设计的夹具固定在炮口上方，如图3所示，使传感器x、y、z轴大体上分别沿火炮水平运动方向、火炮轴线方向、火炮垂直运动方向固定。遵循“右手定则原则一”，可以快速分配并确定坐标系的轴向。伸出右手，分别展开拇指、食指和中指，拇指指的方向是X轴向，食指指的方向是Y轴向，中指指的方向是Z轴向，如图4所示。传感器可测3个方向的角速度。遵循“右手定则原则二”，可以快速确定坐标轴轴向旋转的角速度方向。图3传感器安装示意图图4传感器安装图由于传感器和被测对象分别具有自身的坐标系，在传感器安装时，必然存在安装误差，即传感器的惯性敏感元件构成的非正交坐标系与被测对象坐标系之间就存在有一定的安装偏差角，因此，需要通过一定的过程来获取，这个过程就是“标定”。标定的过程实际上是获得两个坐标系之间由安装偏差角决定的一个确定的变换关系。李远哲，等：装甲车辆火炮角速度测试装置的设计与实现·175·1701

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于角速度传感器的火炮调炮速度测量系统[J]. 康葳,董田沼,杨国振,程旭维.  计算机测量与控制. 2012(09)
[2]MEMS陀螺仪随机误差补偿方法研究[J]. 李杰,刘俊,张文栋,杨卫.  中北大学学报(自然科学版). 2009(04)
[3]坦克炮控系统最低瞄准速度指标的探讨[J]. 赵二陇.  火炮发射与控制学报. 2004(04)
[4]炮控系统静态参数测试及其关键技术研究[J]. 赫赤,赵克定,冯三任,许宏光,韩有和.  南京理工大学学报(自然科学版). 2004(01)

硕士论文
[1]基于图像处理的炮塔角速度测量方法研究[D]. 田澍.长春理工大学 2013



本文编号：3611764