基于微惯性测量单元的末敏弹稳态扫描参数测量方法研究

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末敏弹是末端敏感弹药的简称,是一种攻击装甲车辆顶部装甲的灵巧弹药,如何获取末敏弹在稳态扫描阶段的参数是末敏弹技术研究急需解决的问题。本文采用微惯性测量单元来进行末敏弹稳态扫描参数的测量,在原有飞行体姿态的积分解算方法的基础上,根据末敏弹在稳态扫描阶段的运动特点,将解算公式进行简化近似,提出用公式近似法进行末敏弹稳态扫描参数的解算。本文的主要内容包括以下几个方面:(1)末敏弹稳态扫描参数测量的积分解算方法和公式近似法。传统飞行体姿态的积分解算方法,是根据陀螺的数据,逐步进行积分来得到姿态参数的。但是这种解算方法,在积分过程中误差会快速积累,导致解算结果误差较大。末敏弹在稳态扫描阶段,其扫描运动的扫描角速度可以达到4~6转/秒,而绕弹轴的自转几乎没有,扫描角大小的变化也很小。根据这一特点,本文将积分解算方法的公式进行简化近似,导出了末敏弹稳态扫描参数的近似解算公式,即公式近似法。(2)微惯性测量单元的误差标定。针对基于大量程陀螺的微惯性测量单元,建立了简化的误差模型。之后通过在高精度三轴转台上的速率实验和位置实验,得到了误差模型中的误差系数,并对标定结果进行了分析。(3)测试系统的软硬件设计。基于存储测试技术,本文设计了小体积、低功耗的硬件测试电路,并用LabVIEW编写了相应的上位机读数软件。在实验时,微惯性测量单元安装在末敏弹内部,待实验完成后,再将数据读取到上位机中进行解算。(4)末敏弹实际投弹实验。将微惯性测量单元用于某型末敏弹的投弹实验,得到了实验数据。根据实验数据,分别用积分解算方法和公式近似法进行了解算,并对这两种方法的解算结果进行了比较。最后,通过比较积分解算方法和公式近似法的解算结果的精度,证明公式近似法的解算精度确实优于积分解算方法,公式近似法能够满足末敏弹稳态扫描参数测量的解算精度要求。
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