自旋體制以其特有的優(yōu)勢(shì)在傳統(tǒng)彈藥和制導(dǎo)化彈藥中得到廣泛應(yīng)用,但也存在高動(dòng)態(tài)和易于誘發(fā)錐運(yùn)動(dòng)等難題。本文針對(duì)自旋體制、高動(dòng)態(tài)載體的姿態(tài)測(cè)量方法開(kāi)展研究,主要包括以下內(nèi)容:首先,為探究陀螺比例因數(shù)漂移原因,本文建立了高動(dòng)態(tài)條件下振動(dòng)陀螺動(dòng)力學(xué)模型,研究高動(dòng)態(tài)條件下陀螺的動(dòng)態(tài)特性,發(fā)現(xiàn)當(dāng)陀螺處于高動(dòng)態(tài)條件下其動(dòng)態(tài)特性將由理想的二階系統(tǒng)變?yōu)樗碾A系統(tǒng),并揭示出陀螺的比例因數(shù)漂移原因是高動(dòng)態(tài)引起陀螺檢測(cè)軸與敏感軸之間產(chǎn)生嚴(yán)重的耦合;為提高陀螺測(cè)量精度,建立了陀螺非線(xiàn)性誤差模型和動(dòng)態(tài)誤差模型,提出了以錐運(yùn)動(dòng)為試驗(yàn)條件的錐運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法;研究還發(fā)現(xiàn),動(dòng)態(tài)誤差模型中的單軸旋轉(zhuǎn)和雙軸旋轉(zhuǎn)影響與非線(xiàn)性誤差是等效的,而動(dòng)態(tài)誤差模型中的三軸旋轉(zhuǎn)影響可利用錐運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。其次,利用旋轉(zhuǎn)矢量方法推導(dǎo)了可描述錐運(yùn)動(dòng)過(guò)程的數(shù)學(xué)表征,證明了經(jīng)典錐運(yùn)動(dòng)模型是動(dòng)態(tài)錐運(yùn)動(dòng)模型的一種特例;研究了姿態(tài)解算的優(yōu)化算法,分析了錐運(yùn)動(dòng)對(duì)姿態(tài)解算方法的影響,推導(dǎo)證明了錐運(yùn)動(dòng)會(huì)引起的姿態(tài)誤差包括漂移誤差和振蕩誤差,而且滾轉(zhuǎn)角誤差會(huì)傳遞給俯仰角和偏航角并出現(xiàn)誤差。仿真分析發(fā)現(xiàn),小角度近似導(dǎo)致優(yōu)化算法仍難以有效抑制漂移誤差,而且錐... 

【文章來(lái)源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

高動(dòng)態(tài)載體錐運(yùn)動(dòng)

目前國(guó)內(nèi)外已對(duì)姿態(tài)測(cè)量展開(kāi)了大量研究。本文將圍繞姿態(tài)測(cè)量方法動(dòng)陀螺與誤差補(bǔ)償方法，以及姿態(tài)解算算法，來(lái)闡述研究現(xiàn)狀和需要進(jìn)一步研究題。.1 姿態(tài)測(cè)量方法最常見(jiàn)、最基本的姿態(tài)測(cè)量方法是基于慣性測(cè)量技術(shù)的姿態(tài)測(cè)量方法，主要具有定軸性和進(jìn)動(dòng)性的慣性陀螺測(cè)量載體的姿態(tài)。將陀螺固連在載體上，可以敏感載體的運(yùn)動(dòng)角速度，再根據(jù)牛頓第二定律實(shí)現(xiàn)姿態(tài)解算。該方法具有高自、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，測(cè)量精度主要取決于慣性陀螺精度和姿態(tài)解算算法，所以通常需要研究陀螺誤差補(bǔ)償和高動(dòng)態(tài)條件下姿態(tài)解算的誤差發(fā)散情況。性陀螺的量程和測(cè)量精度滿(mǎn)足要求，便可直接用于高動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量。為降動(dòng)態(tài)對(duì)陀螺性能的苛刻要求，國(guó)內(nèi)外對(duì)高速旋轉(zhuǎn)載體采用了物理減旋方法，如“神劍”（圖 1.2）和俄羅斯“紅土地”（圖 1.3）制導(dǎo)炮彈系列，雖然轉(zhuǎn)速已減8r/s，當(dāng)仍具有高轉(zhuǎn)速特點(diǎn)[54, 55]。

目前國(guó)內(nèi)外已對(duì)姿態(tài)測(cè)量展開(kāi)了大量研究。本文將圍繞姿態(tài)測(cè)量方法動(dòng)陀螺與誤差補(bǔ)償方法，以及姿態(tài)解算算法，來(lái)闡述研究現(xiàn)狀和需要進(jìn)一步研究題。.1 姿態(tài)測(cè)量方法最常見(jiàn)、最基本的姿態(tài)測(cè)量方法是基于慣性測(cè)量技術(shù)的姿態(tài)測(cè)量方法，主要具有定軸性和進(jìn)動(dòng)性的慣性陀螺測(cè)量載體的姿態(tài)。將陀螺固連在載體上，可以敏感載體的運(yùn)動(dòng)角速度，再根據(jù)牛頓第二定律實(shí)現(xiàn)姿態(tài)解算。該方法具有高自、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，測(cè)量精度主要取決于慣性陀螺精度和姿態(tài)解算算法，所以通常需要研究陀螺誤差補(bǔ)償和高動(dòng)態(tài)條件下姿態(tài)解算的誤差發(fā)散情況。性陀螺的量程和測(cè)量精度滿(mǎn)足要求，便可直接用于高動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量。為降動(dòng)態(tài)對(duì)陀螺性能的苛刻要求，國(guó)內(nèi)外對(duì)高速旋轉(zhuǎn)載體采用了物理減旋方法，如“神劍”（圖 1.2）和俄羅斯“紅土地”（圖 1.3）制導(dǎo)炮彈系列，雖然轉(zhuǎn)速已減8r/s，當(dāng)仍具有高轉(zhuǎn)速特點(diǎn)[54, 55]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]美軍制導(dǎo)彈藥發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 王琦,穆希輝,路桂娥.  飛航導(dǎo)彈. 2015(08)
[2]基于磁強(qiáng)計(jì)和MEMS陀螺的彈箭姿態(tài)探測(cè)系統(tǒng)[J]. 杜燁,馮順山,苑大威,方晶,鄭奕.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(12)
[3]旋轉(zhuǎn)彈用半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)[J]. 李杰,劉俊.  彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]基于互補(bǔ)濾波器的MEMS/GPS/地磁組合導(dǎo)航系統(tǒng)[J]. 張勇剛,張?jiān)坪?李寧.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2014(11)
[5]基于地磁信息的火箭彈滾轉(zhuǎn)角測(cè)量系統(tǒng)研究[J]. 盧志才,高敏,賈春寧.  中國(guó)測(cè)試. 2014(03)
[6]一種基于磁傳感器的MEMS陀螺標(biāo)定方法[J]. 劉詩(shī)斌,陳露蘭,張韋,王永波,秋頌松.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(12)
[7]制導(dǎo)火箭彈MEMS陀螺儀信號(hào)處理仿真[J]. 查穎,周長(zhǎng)省,鞠玉濤.  計(jì)算機(jī)仿真. 2013(12)
[8]艦載小型化SINS/GNSS緊組合導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 閆捷,徐曉蘇,張濤,劉義亭,吳亮.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(06)
[9]高旋彈藥飛行姿態(tài)測(cè)量用半捷聯(lián)MEMS慣性測(cè)量裝置研究[J]. 李杰,趙詣,劉俊,陳偉.  兵工學(xué)報(bào). 2013(11)
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博士論文
[1]旋轉(zhuǎn)彈藥的慣性導(dǎo)航與解耦控制方法研究[D]. 武慶雅.北京理工大學(xué) 2015
[2]基于磁傳感器組合的旋轉(zhuǎn)彈體姿態(tài)測(cè)試方法研究[D]. 李玎.南京理工大學(xué) 2009
[3]MEMS慣性器件參數(shù)辨識(shí)及系統(tǒng)誤差補(bǔ)償技術(shù)[D]. 何昆鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[4]柵結(jié)構(gòu)微機(jī)械振動(dòng)式陀螺[D]. 熊斌.中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所） 2001
[5]微機(jī)械陀螺的材料及器件設(shè)計(jì)研究[D]. 陳垚.中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所 2000

碩士論文
[1]半球諧振陀螺控制技術(shù)研究[D]. 雷霆.重慶大學(xué) 2006
[2]光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)中的誤差分析與補(bǔ)償[D]. 付強(qiáng)文.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3292211