【摘要】：在當(dāng)今世界軍事化水平蓬勃發(fā)展的大趨勢下,更高精度、成本更低的制導(dǎo)炮彈成為研究的焦點。其中準(zhǔn)確測量制導(dǎo)炮彈的姿態(tài)角是制導(dǎo)炮彈能否精確制導(dǎo)的一項關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的姿態(tài)角測量主要使用陀螺儀與加速度計共同完成,但是在制導(dǎo)炮彈發(fā)射時存在大加速度的條件下,陀螺儀往往容易損壞,無法完成測姿。因此針對傳統(tǒng)測姿方法存在的問題,只使用加速度計測量制導(dǎo)炮彈的姿態(tài)角是一種較好的方法。隨著加速度計制造工藝的提高,加速度計具有低成本、低能耗、高精度、抗過載能力強等優(yōu)點。在這種大背景下,本文對基于全加速度計的旋轉(zhuǎn)彈姿態(tài)測量技術(shù)進行了深入的研究。首先,對空氣彈道旋轉(zhuǎn)彈進行了建模,并生成了理論的基準(zhǔn)慣導(dǎo)數(shù)據(jù)。并針對九加速度計與十二加速度計安裝構(gòu)型,推導(dǎo)了運用全加速度計輸出解算彈體角速度的各種方法,通過仿真進行驗證,可知對數(shù)法和積分法解算彈體角速度精度較高,十二加速度計安裝構(gòu)型較九加速度計安裝構(gòu)型更適合旋轉(zhuǎn)彈測姿系統(tǒng)。其次,針對全加速度計存在位置安裝誤差的問題,提出了一種改進的十二加速度計安裝構(gòu)型,以減小位置安裝誤差對解算角速度的影響,并推導(dǎo)了相應(yīng)的誤差公式。將傳統(tǒng)十二加速度計構(gòu)型與提出的改進十二加速度計構(gòu)型進行比較,可以發(fā)現(xiàn)在加速度計位置安裝誤差相同時,改進構(gòu)型可以提高彈體角速度的解算精度。最后,針對傳統(tǒng)慣導(dǎo)中四階龍格庫塔算法、旋轉(zhuǎn)矢量算法解算彈體姿態(tài)角誤差隨著時間積累的問題,研究了地磁與全加速度計組合測姿的方法解算彈體姿態(tài)角。經(jīng)過分析和仿真,這種方法有效的抑制了姿態(tài)角解算誤差的發(fā)散,在一定程度上提高了姿態(tài)角的解算精度。
【圖文】：

現(xiàn)代炮彈沿著較低成本、較高精度、攜帶方便、發(fā)射距離更遠(yuǎn)的方向發(fā)展，因此現(xiàn)代炮彈將會逐漸取代傳統(tǒng)火炮在未來戰(zhàn)爭中發(fā)揮著巨大作用[2]隨著各國現(xiàn)代炮彈信息化和精準(zhǔn)化水平的提高，研制精度更高、成本更低等高性能的彈藥迫在眉睫，在經(jīng)歷過一戰(zhàn)之后，一種將新型制導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)火炮上的制導(dǎo)炮彈受到了各國軍事的青睞。這種制導(dǎo)炮彈是一種將精確制導(dǎo)技術(shù)和普通火炮發(fā)射距離遠(yuǎn)等優(yōu)點相結(jié)合的炮彈，這樣就可以極大的提高普通火炮的命中精度，具體分析這種炮彈的特點，主要有：跟導(dǎo)彈相比較，制導(dǎo)炮彈并不需要專用的導(dǎo)彈平臺進行發(fā)射，而是像普通炮彈一樣使用簡易的炮彈發(fā)射裝置發(fā)射，這樣在戰(zhàn)爭中更加方便迅速，，同時它的制造成本也非常低；跟普通彈藥相比較，這種炮彈不僅可以準(zhǔn)確打擊靜止的敵方目標(biāo)，而且對于運動中的目標(biāo)其打擊精度也較高[3]。其中這類炮彈最具代表性的主要有美國自主研制的 155mm“銅斑蛇”制導(dǎo)炮彈、前蘇聯(lián)研究的代號為“紅土地”152mm 制導(dǎo)炮彈、英國大量使用的“默林(灰背隼)”81mm 末制導(dǎo)迫擊炮彈、法國研制的名為“鵜鶘”的制導(dǎo)增程炮彈等等[4][5]，其中銅斑蛇與紅土地制導(dǎo)炮彈如下圖 1所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ765.3

【參考文獻】

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1 陳凱;衛(wèi)鳳;張前程;于云峰;閆杰;;基于飛行力學(xué)的慣導(dǎo)軌跡發(fā)生器及其在半實物仿真中的應(yīng)用[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報;2014年04期

2 李軍偉;程詠梅;陳克U

本文編號：2698015