STM32基于地磁的弹体飞行姿态测量技术(2)
时间:2018-08-13 15:13 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
本文分析了利用磁阻传感器通过测量地磁场强，测量旋转弹体姿态角的可行性，并设计了信号处理和数据计算的算法与程序，利用半实物仿真实验进行了验证。 1.2 弹体姿态测量发展现状 1.2.1 磁传感器的发展 1.2.2 弹体姿态测量常用方法 1.2.3 地磁测量在弹药制导领域的应用 地球磁场是地球提供的天然参考基准，可以用来导航，在船舶和汽车导航上有着广泛的应用，利用二轴磁传感器可测量平面内船舶或车辆的航向角，利用三轴磁传感器配合倾角传感器(如二轴加速度传感器)可测量三个姿态角(航向角、俯仰角和横滚角)。但国内将地磁探测应用到常规弹药姿态探测上才刚刚起步，近年来，随着国外利用地磁探测进行制导的武器的出现，许多武器领域科研工作者开始重视起地磁探测定姿技术的应用。 弹道修正模块由德国莱茵金属公司和厄利空康特拉夫斯公司联合研制，可应用于新型的弹道修正弹药，其内部集成的 模块和磁传感器分别用来测量弹丸的实时位置和地球磁场，弹载计算机计算弹丸姿态角，并基于位置及姿态信息计算出火箭弹与理想弹道之间的偏移量，驱动小推力火箭发动机产生脉冲推力实现弹道修正。 法国也己开始利用地磁进行炮弹精确制导，第一阶段靶场实验中，弹道全长为 公里，在 炮弹上同时安装地磁传感器与光学测量装置，光学测量装置用于太阳方位角传感器测试法，试验结果表明，地磁场作为地磁测量的基准可作为恒定的测量基准。对原理样机进行靶场动态试验，证明磁传感器测量精确、敏感性好，满足预定设计要求。[6] 在国内，该领域学者提出了地磁陀螺组合弹药姿态探测技术，将全固态微机械陀螺和三文地磁传感器捷联安装在弹体上，利用单轴陀螺和三轴地磁传感器分别测量弹体某一姿态角的角速率和地磁矢量在弹体坐标系上的投影，联立求解弹体姿态，实时性好且无累积误差，但硅微陀螺的初始温漂特性导致必须在使用中进行补偿；并且地磁探测存在盲区。[7] 总之,地磁制导技术以地磁模型为基准,具有成本低廉、工作可靠、结构简单、抗冲击能力强等优点,还可与其他制导系统联合使用,提高了测量精度，适用于复杂工作环境下的应用。[8][9][10][11] 2 课题理论基础研究 2.1 课题研究内容 旋转弹是各国普遍装备的一种常规性武器，它的姿态信息对于制导系统具有重要意义。目前惯性器件难以对转速大于 的小口径旋转弹进行姿态测量，地磁传感器具有稳定性好、精度高、成本低、漂移小、抗冲击和过载能力强的特点，满足简易制导武器的要求。因此可以利用磁传感器对地磁场强进行测量，通过相关算法实时测量弹丸飞行姿态角，从而为修正弹丸飞行弹道提供数据，使常规武器具备制导能力。 本课题以 系列的 为核心，磁阻传感器测量输出信号经放大等电路调理，采样经过AD转换，经转换后的数字信号送至主处理器，由主处理器将输入的信号存储至 中，也可经串口实时传输给上位机，由上位机对信号进行处理分析并绘制曲线。 本课题包含如下内容： [1] 学会查阅国内外的课题相关文献资料，了解并掌握磁传感器、地磁定姿和地磁姿态测量仪器原理及方法； [2] 选择符合要求的磁阻传感器及电子元件，了解磁阻传感器、放大器等芯片的使用方法 (责任编辑：qin) |