本文關(guān)鍵詞：半捷聯(lián)微慣性測(cè)量算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了在現(xiàn)有的MEMS慣性器件的基礎(chǔ)上，提高旋轉(zhuǎn)彈的測(cè)量精度，中北大學(xué)提出并設(shè)計(jì)了基于MEMS慣性器件的半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)由內(nèi)外兩個(gè)筒嵌套而成，內(nèi)筒安裝慣性敏感器件，外筒與彈體相連，內(nèi)外兩部分通過(guò)減旋裝置連接。由于經(jīng)過(guò)減旋裝置后，內(nèi)筒的角運(yùn)動(dòng)處于一定的角頻率范圍之內(nèi)，因此半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮這一角運(yùn)動(dòng)情況。本文主要在考慮這一角運(yùn)動(dòng)的情況下，設(shè)計(jì)姿態(tài)解算和導(dǎo)航解算的算法系數(shù)。 半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的內(nèi)筒完成對(duì)載體俯仰角、偏航角以及速度、位置信息的得出；而載體的滾轉(zhuǎn)角信息則是內(nèi)筒信息以及內(nèi)外筒間的相對(duì)轉(zhuǎn)角共同得出。根據(jù)旋轉(zhuǎn)彈的攻角運(yùn)動(dòng)方程可知，半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)試環(huán)境為快圓運(yùn)動(dòng)和慢圓運(yùn)動(dòng)的疊加，因此在算法設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮由于彈體攻角引起的圓錐運(yùn)動(dòng)的影響。 彈體在某一時(shí)刻的姿態(tài)信息會(huì)受到前一時(shí)刻的影響，因此在姿態(tài)算法設(shè)計(jì)過(guò)程中添加了前一周期角增量補(bǔ)償項(xiàng)。由于半捷聯(lián)減旋后的角運(yùn)動(dòng)處于特定的頻率范圍內(nèi)，因此考慮添加頻率優(yōu)化原則，通過(guò)犧牲更角頻率下的導(dǎo)航計(jì)算精度，降低應(yīng)用頻率范圍下的計(jì)算誤差。在進(jìn)行速度算法設(shè)計(jì)時(shí)，仍考慮通過(guò)頻率優(yōu)化的方法，，降低因劃船效應(yīng)帶來(lái)的誤差。在進(jìn)行位置計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)，采用二子樣旋轉(zhuǎn)矢量?jī)?yōu)化方法補(bǔ)償渦卷效應(yīng)項(xiàng)。 利用MATLAB得出半捷慣性測(cè)量系統(tǒng)的理論數(shù)據(jù)輸出，并計(jì)算出慣性器件的測(cè)量數(shù)據(jù)；利用本文設(shè)計(jì)算法和傳統(tǒng)意義下的算法分別計(jì)算；比較傳統(tǒng)的算法與本文算法的誤差值，從而證明本文設(shè)計(jì)算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：圓錐優(yōu)化 頻率優(yōu)化 算法優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN966;TH-39
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景和意義9-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 全文的主要內(nèi)容和章節(jié)安排13-15
• 2 半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)算法的相關(guān)知識(shí)15-28
• 2.1 坐標(biāo)系及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換15-18
• 2.2 四元數(shù)的理論知識(shí)18-23
• 2.2.1 四元數(shù)的計(jì)算18-20
• 2.2.2 四元數(shù)描述姿態(tài)變換矩陣20-23
• 2.2.3 四元數(shù)微分方程及計(jì)算23
• 2.3 半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)的工作原理23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 半捷聯(lián)慣性測(cè)量系統(tǒng)算法設(shè)計(jì)28-54
• 3.1 旋轉(zhuǎn)彈用環(huán)境分析28-31
• 3.2 半捷聯(lián)姿態(tài)更新算法31-45
• 3.2.1 典型的圓錐運(yùn)動(dòng)31-35
• 3.2.2 前一周期補(bǔ)償項(xiàng)下的算法優(yōu)化35-39
• 3.2.3 特定角頻率下的算法優(yōu)化39-41
• 3.2.4 圓錐環(huán)境下的仿真驗(yàn)證41-45
• 3.3 速度更新算法45-50
• 3.3.1 典型的劃船效應(yīng)46-47
• 3.3.2 劃船效應(yīng)補(bǔ)償算法47-49
• 3.3.3 特定角頻率下的算法優(yōu)化49-50
• 3.4 位置更新算法50-53
• 3.4.1 位置更新算法50-51
• 3.4.2 劃船運(yùn)動(dòng)下的渦卷效應(yīng)補(bǔ)償51-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 4 計(jì)算機(jī)仿真分析54-62
• 4.1 計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證54-61
• 4.1.1 軌跡參數(shù)的計(jì)算流程55-56
• 4.1.2 生成彈道數(shù)據(jù)56-58
• 4.1.3 生成器件數(shù)據(jù)58-59
• 4.1.4 解算后的數(shù)據(jù)59-61
• 4.2 本章小結(jié)61-62
• 5 總結(jié)及展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：335446