高速旋转火箭弹基于数据驱动的弹体飞行姿态虚拟仿真技术研究

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本文以计算机仿真平台,在对火箭弹进行实弹试验后,根据现场环境以及获取的数据将弹体的飞行过程进行了重现。基于虚拟仿真技术的弹体飞行仿真系统,具有可再现弹体飞行过程中每一时刻的飞行状态和所处位置的功能,使火箭弹飞行逼真化,使研究人员能清晰地观察其中的各种可能因素,为改进火箭弹的总体设计提供准确而有力的理论基础。参考仿真结果,可以缩短武器研究周期,节省研制经费,提高武器的战斗性能,为武器系统的试验验收提供技术手段,对我国国防安全具有重大的意义。  本文首先简要介绍了LabVIEW、OpenGL以及第三方软件3DMAX的软件功能和开发环境以及特点,给出了弹体飞行仿真的关键技术和实现方法。然后以简易控制火箭弹作为研究对象,研究了基于磁强计/陀螺组合的一种姿态角测试方法。磁传感器具有体积小、成本低、灵敏度高、无累积误差等优点,但存在着不能够独立提供三维姿态信息的局限性;MEMS陀螺体积小、耐高过载、测量精度也较高,但存在累积误差。  最后重点研究了以姿态角等数据为基础的虚拟仿真平台,主要工作是将数据作为驱动,确定弹体的飞行轨迹以及飞行状态,再利用3DMAX作三维物体以及场景建模,以LabVIEW软件为平台最后在计算机上将弹体的整个飞行过程全方位地展现出来。
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