由于地磁場(chǎng)具有長(zhǎng)期穩(wěn)定的特點(diǎn),基于三維地磁場(chǎng)探測(cè)的彈丸姿態(tài)檢測(cè)技術(shù)正成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。該技術(shù)對(duì)提高簡(jiǎn)易制導(dǎo)彈藥的精確打擊能力具有重要意義。地磁傳感器檢測(cè)到的信息包括地磁場(chǎng)信息、彈丸磁化場(chǎng)信息以及自身誤差信息。其中,彈丸磁化場(chǎng)是由彈體內(nèi)的鐵磁材料受地磁場(chǎng)磁化作用而產(chǎn)生的干擾場(chǎng),其導(dǎo)致的檢測(cè)誤差隨彈丸姿態(tài)變化,很難校正,嚴(yán)重影響了地磁場(chǎng)的檢測(cè)精度。因此,迫切需要對(duì)影響系統(tǒng)精度的鐵磁材料進(jìn)行研究,建立數(shù)學(xué)誤差模型,獲得一種適用于彈丸姿態(tài)檢測(cè)技術(shù)的鐵磁誤差校正方法。 首先,分析了彈丸硬磁材料和軟磁材料的磁化特性,利用ANSYS EMG軟件,建立彈丸殼體模型,獲得了鐵磁材料在弱磁場(chǎng)中的磁化場(chǎng)矢量圖,得到了彈丸在不同姿態(tài)下的磁場(chǎng)變化規(guī)律。其次,根據(jù)仿真結(jié)果,建立了軟磁誤差和硬磁誤差的數(shù)學(xué)模型,在分析了三維地磁檢測(cè)系統(tǒng)的各種誤差源的基礎(chǔ)上,建立了地磁測(cè)量誤差的橢球模型,利用最小二乘法求解10個(gè)橢球系數(shù),利用MATLAB驗(yàn)證了誤差校正算法的正確性。最后,根據(jù)系統(tǒng)原理和項(xiàng)目要求,完成了誤差校正系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),通過分析校正后的彈丸姿態(tài)角誤差得到了校正后的地磁場(chǎng)檢測(cè)精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在彈丸軸線與地磁矢...

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 磁誤差校正技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)
        1.2.2 船體磁誤差校正技術(shù)
        1.2.3 飛行器磁誤差校正技術(shù)
        1.2.4 彈丸磁誤差校正技術(shù)
    1.3 研究?jī)?nèi)容及行文結(jié)構(gòu)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 行文結(jié)構(gòu)
2 彈體鐵磁材料對(duì)地磁測(cè)量的影響分析
    2.1 地磁測(cè)量誤差概述
    2.2 鐵磁材料磁化特性分析
        2.2.1 硬磁材料磁化特性分析
        2.2.2 軟磁材料磁化特性分析
    2.3 有限元仿真分析方法
        2.3.1 有限元磁場(chǎng)仿真基礎(chǔ)
        2.3.2 彈體與地磁場(chǎng)的有限元模型
        2.3.3 有限元仿真計(jì)算步驟
    2.4 彈體磁場(chǎng)仿真結(jié)果分析
        2.4.1 彈體磁化場(chǎng)分析
        2.4.2 磁傳感器的測(cè)量磁場(chǎng)分析
    2.5 本章小結(jié)
3 地磁測(cè)量誤差模型及校正方法
    3.1 地磁測(cè)量總體誤差分析
        3.1.1 地磁測(cè)量的隨機(jī)誤差
        3.1.2 地磁測(cè)量的系統(tǒng)誤差
    3.2 地磁測(cè)量誤差模型
        3.2.1 傳感器自身誤差數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 傳感器安裝誤差數(shù)學(xué)模型
        3.2.3 鐵磁材料誤差的數(shù)學(xué)模型
    3.3 系統(tǒng)綜合誤差數(shù)學(xué)模型
        3.3.1 綜合誤差模型
        3.3.2 誤差模型的橢球證明
        3.3.3 誤差模型MATLAB仿真
    3.4 最小二乘法擬合橢球系數(shù)
        3.4.1 最小二乘法擬合橢球系數(shù)的基礎(chǔ)
        3.4.2 最小二乘法擬合橢球系數(shù)的原理
        3.4.3 最小二乘法擬合橢球系數(shù)的仿真
    3.5 本章小結(jié)
4 地磁測(cè)量誤差校正系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 地磁測(cè)量誤差校正系統(tǒng)總體框圖
    4.2 三軸地磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        4.2.1 核心控制單元設(shè)計(jì)
        4.2.2 傳感器模塊設(shè)計(jì)
        4.2.3 置位復(fù)位電路設(shè)計(jì)
        4.2.4 放大濾波模塊設(shè)計(jì)
        4.2.5 A/D采樣模塊設(shè)計(jì)
        4.2.6 外圍電路設(shè)計(jì)
    4.3 三軸地磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        4.3.1 軟件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
        4.3.2 初始化程序設(shè)計(jì)
        4.3.3 放大器配置程序設(shè)計(jì)
        4.3.4 A/D采樣及誤差校正程序設(shè)計(jì)
        4.3.5 上位機(jī)接口程序設(shè)計(jì)
    4.4 上位機(jī)后處理模塊設(shè)計(jì)
        4.4.1 上位機(jī)界面
        4.4.2 上位機(jī)工作流程圖
    4.5 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)分析與驗(yàn)證
    5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述
    5.2 主要模塊電路調(diào)試
        5.2.1 置位復(fù)位電路調(diào)試
        5.2.2 A/D采樣模塊調(diào)試
        5.2.3 放大器PGA308調(diào)試
    5.3 橢球擬合誤差校正算法驗(yàn)證
        5.3.1 原始地磁場(chǎng)數(shù)據(jù)采集
        5.3.2 地磁場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)橢球參數(shù)計(jì)算
        5.3.3 補(bǔ)償前后地磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)比
    5.4 地磁場(chǎng)姿態(tài)角解算誤差分析
        5.4.1 上位機(jī)姿態(tài)角解算原理
        5.4.2 四組姿態(tài)角校正前后誤差分析
    5.5 校正后地磁場(chǎng)精度測(cè)試實(shí)驗(yàn)
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3813457