彈箭的精確制導(dǎo)控制是各國(guó)彈藥發(fā)展的重要方向，而姿態(tài)解算算法直接影響到彈箭的控制精度，是彈箭飛行控制關(guān)鍵技術(shù)之一。本文基于地磁/陀螺的組合測(cè)姿模式，對(duì)地磁、陀螺信息融合的姿態(tài)解算算法進(jìn)行研究，具體研究成果如下： 分析了地磁、陀螺單獨(dú)測(cè)姿存在的問(wèn)題及其誤差來(lái)源，提出利用信息融合算法對(duì)組合測(cè)姿冗余信息進(jìn)行估計(jì)來(lái)提高精度的解決方案。在對(duì)姿態(tài)信息融合算法理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合彈箭測(cè)姿高動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)基于加權(quán)原理和卡爾曼理論的算法進(jìn)行了研究，建立了自適應(yīng)加權(quán)融合算法的數(shù)學(xué)模型和基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的誤差模型。 為了能夠仿真高動(dòng)態(tài)彈箭飛行過(guò)程中的姿態(tài)解算，本文根據(jù)所選用的傳感器參數(shù)及其誤差特性，采用現(xiàn)有的六自由度彈道模型，對(duì)其姿態(tài)信息進(jìn)行仿真。在研究自適應(yīng)加權(quán)融合算法時(shí)，根據(jù)各傳感器誤差模型，在總均方誤差最小的條件下，以自適應(yīng)的方式找尋到與地磁、陀螺姿態(tài)測(cè)量值對(duì)應(yīng)的最優(yōu)加權(quán)因子，從而獲得更接近于“真值”的融合結(jié)果。在研究自適應(yīng)卡爾曼融合方法時(shí)，依據(jù)其在線估計(jì)噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，建立基于陀螺姿態(tài)解算誤差角的狀態(tài)方程和地磁輸出的誤差觀測(cè)方程來(lái)抑制濾波發(fā)散，通過(guò)觀測(cè)值間接推算出自適應(yīng)濾波... 

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 引言
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 彈體姿態(tài)測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 信息融合技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 選題的背景及意義
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
2.姿態(tài)測(cè)量及解算算法研究
    2.1 引言
    2.2 基于地磁的姿態(tài)測(cè)量技術(shù)
        2.2.1 地磁測(cè)姿原理
        2.2.2 地磁傳感器性能分析
        2.2.3 地磁測(cè)姿誤差分析
    2.3 MEMS 陀螺的姿態(tài)測(cè)量技術(shù)
        2.3.1 MEMS 測(cè)姿原理
        2.3.2 MEMS 傳感器性能分析
        2.3.3 MEMS 測(cè)姿誤差分析
    2.4 彈箭姿態(tài)解算算法分析
        2.4.1 常用彈箭姿態(tài)解算算法
        2.4.2 姿態(tài)解算算法的比較分析
        2.4.3 陀螺單獨(dú)測(cè)姿存在問(wèn)題
    2.5 本章小結(jié)
3.姿態(tài)信息融合算法理論分析
    3.1 引言
    3.2 測(cè)姿信息融合算法的簡(jiǎn)介
    3.3 基于加權(quán)原理的姿態(tài)融合算法
    3.4 卡爾曼融合算法
        3.4.1 卡爾曼濾波理論
        3.4.2 經(jīng)典卡爾曼融合算法
        3.4.3 擴(kuò)展卡爾曼融合算法
    3.5 彈箭測(cè)姿信息融合算法的對(duì)比分析
        3.5.1 基于權(quán)系數(shù)融合算法精度分析
        3.5.2 基于卡爾曼理論融合算法適用性分析
    3.6 本章小結(jié)
4.彈箭飛行姿態(tài)的信號(hào)模擬
    4.1 引言
    4.2 彈箭飛行動(dòng)力學(xué)模型建立
        4.2.1 常用坐標(biāo)系定義
        4.2.2 制導(dǎo)炮彈彈道模型的建立
    4.3 彈箭姿態(tài)參數(shù)的計(jì)算
    4.4 地磁信號(hào)的模擬
    4.5 MEMS 陀螺信號(hào)的模擬
    4.6 本章小結(jié)
5.彈箭姿態(tài)數(shù)值仿真與結(jié)果分析
    5.1 引言
    5.2 冗余測(cè)姿信息自適應(yīng)加權(quán)融合數(shù)值仿真與分析
        5.2.1 多信息自適應(yīng)加權(quán)融合算法的數(shù)學(xué)模型
        5.2.2 最優(yōu)自適應(yīng)加權(quán)因子的計(jì)算
        5.2.3 姿態(tài)仿真結(jié)果分析
    5.3 基于卡爾曼濾波的彈體全姿態(tài)數(shù)值仿真與分析
        5.3.1 姿態(tài)解算和誤差模型
        5.3.2 對(duì)姿態(tài)誤差的修正
        5.3.3 對(duì)修正算法的仿真驗(yàn)證及結(jié)果分析
    5.4 誤差分析
    5.5 本章小結(jié)
6.總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]彈載地磁測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)[J]. 白松,曹紅松,張憲國(guó),才曉峰.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(07)
[2]MEMS微機(jī)械陀螺溫度特性分析與建模[J]. 陳灣灣,陳智剛,馬林,付建平.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(02)
[3]MEMS陀螺儀結(jié)構(gòu)模型及系統(tǒng)仿真[J]. 曹慧亮,李宏生,王壽榮,楊波,黃麗斌.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(04)
[4]基于Allan方差的MEMS陀螺誤差分析[J]. 張亞寧,朱濤,傅軍.  自動(dòng)化與儀器儀表. 2013(03)
[5]姿態(tài)檢測(cè)地磁傳感器誤差分析與補(bǔ)償方法[J]. 龍禮,張合,劉建敬.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(01)
[6]制導(dǎo)炮彈的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王偉,馬志賽.  飛航導(dǎo)彈. 2011(07)
[7]地磁信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)誤差分析與補(bǔ)償方法研究[J]. 黃學(xué)功,王炅.  兵工學(xué)報(bào). 2011(01)
[8]多傳感器加權(quán)信息融合算法研究[J]. 李偉,何鵬舉,高社生.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]多傳感器信息融合技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 孫輝,趙峰,張峰云.  海洋測(cè)繪. 2009(05)
[10]幾種濾波算法性能比較與分析[J]. 陳姍姍,杜治君,李波波.  現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息. 2009(15)

博士論文
[1]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

碩士論文
[1]兩軸平臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)中MEMS陀螺誤差建模與分析[D]. 吳峰.天津大學(xué) 2012
[2]基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的彈箭姿態(tài)估計(jì)[D]. 顧貞友.南京理工大學(xué) 2013
[3]彈載捷聯(lián)慣性導(dǎo)航算法與裝置的研究[D]. 陳武.西安工業(yè)大學(xué) 2012
[4]基于磁阻/陀螺組合測(cè)量彈體飛行姿態(tài)的數(shù)據(jù)融合方法研究[D]. 馬秀麗.南京理工大學(xué) 2012
[5]三軸微機(jī)電陀螺儀微慣性測(cè)量研究[D]. 謝世軍.南京理工大學(xué) 2011
[6]地磁陀螺組合的姿態(tài)敏感技術(shù)[D]. 雷芳.中北大學(xué) 2009
[7]自適應(yīng)加權(quán)平均濾波器權(quán)系數(shù)的選取[D]. 朱曉倩.暨南大學(xué) 2008
[8]INS輔助的GPS接收機(jī)研究[D]. 孫黎明.西安電子科技大學(xué) 2008
[9]加速度計(jì)/磁強(qiáng)計(jì)捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)解算方法研究[D]. 李海濤.中北大學(xué) 2007
[10]利用地磁場(chǎng)確定彈道修正彈的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)[D]. 閔俊鋒.南京理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3724146