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《南京理工大学》 2007年
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无陀螺惯性测量组合仿真及实验研究

牟淑志  
【摘要】: 准确的测试炮弹飞行动态过程数据对加快武器研究进度和提高武器性能意义重大。由于炮弹发射时,弹载测量系统所承受的轴向加速度可达几万个g。为了保证炮弹出炮口后测量系统能够正常可靠地工作,要求传感器能够抵抗冲击、振动。目前,国内由于技术水平的原因,微陀螺的精度、漂移和抗过载能力还达不到所需要求,而无论从测量精度、体积、价格,还是从所能承受的高g值加速度冲击等方面,微加速度计都能满足要求。本文研制了针对炮弹运动参数测量的无陀螺微惯性测量组合,进行了相关的理论研究,并加工了样品,对研制的惯性测量组合进行了半实物仿真,验证了本文提供方案的有效性,对无陀螺惯性测量组合的实用化进行了有益的尝试。同时,针对小g值冲击环境下高转速载体的飞行姿态,提出了三种惯性测量组合方案,并通过仿真对这三种方案进行了比较。 本文的研究内容和结论包括以下几个方面: (1)通常,无陀螺惯性测量组合中心与载体质心不能恰好重合,当载体角速度较大时,忽略两者间的距离将引起较大误差。为解决这一问题,推导了载体的质心处比力方程。 (2)提出了一种十二加速度计组合的无陀螺惯性测量组合方案;基于误差传递理论,给出了载体角速度和质心处线加速度的误差公式,为加速度计的选择提供了理论依据。为提高无陀螺惯性测量组合角速度的解算精度,将多传感器数据融合算法中的假设检验法和加权平均法应用到角速度的解算中,并对角速度的解算进行了仿真。 (3)利用DSP设计了无陀螺惯性测量组合的实时数据采集系统,编制了与固态记录仪进行SPI通信的软件,并进行了调试,为进一步实时解算炮弹的运动参数打下了基础。设计并加工了无陀螺惯性测量组合的机械结构,利用有限元分析软件ANSYS(?)对其进行了发射过程中瞬态动特性分析,校核结构设计方案,并为机械结构的进一步设计和优化奠定了基础。 (4)分析了无陀螺惯性测量组合的误差源,并着重讨论了加速度计位置误差对测量精度的影响及其补偿措施。利用重力场翻滚实验数据,采用最小二乘法辨识了加速度计静态数学模型的系数:通过转台实验对无陀螺惯性测量组合进行了半实物仿真,验证了本方案的有效性。 (5)针对小g值冲击环境下高转速载体的飞行姿态提出了三种惯性测量组合方案,并通过仿真对这三种方案进行了比较。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TJ410.6

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨杰;无陀螺捷联惯导系统加速度计构型研究与误差分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 吴立锋;无驱动结构的硅微机械陀螺若干关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 程强强;地下磁导航系统[D];南昌航空大学;2011年
2 赵英;基于线加速度计的捷联导航算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王劲松,王祁,孙圣和;无陀螺微惯性测量装置[J];传感器技术;2003年04期
2 王晓沁,卜雄洙,朱明武;惯性测量组合的优化设计与误差补偿算法研究[J];传感器技术;2003年12期
3 王晓沁,李永新,朱明武;全加速度计惯性测量的优化设计及仿真分析[J];弹道学报;2003年04期
4 刘勤,杜小菁,俞仁顺,刘莉;捷联惯导误差分析与误差补偿[J];弹箭与制导学报;2001年02期
5 赵建伟,马澍田,陈慧;无陀螺捷联惯导系统角速度解算方法的研究[J];哈尔滨工程大学学报;1999年04期
6 陈世友,李春花;无陀螺捷联惯导系统捷联方案研究[J];航空学报;1999年06期
7 马澍田,陈世有,李艳梅,张海霞;无陀螺捷联惯导系统[J];航空学报;1997年04期
8 刘毅,刘志俭;捷联惯性导航系统传递对准技术研究现状及发展趋势[J];航天控制;2004年05期
9 黄丽斌,王寿荣,蔡体菁,杨文;基于DSP的微惯性导航系统软件设计[J];测控技术;2002年04期
10 朱荣 ,周兆英;基于ME MS的姿态测量系统[J];测控技术;2002年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 潘敏;DSP及其在捷联航姿系统中的应用[D];西北工业大学;2003年
2 赵鸿;DSP/CPLD在惯性导航中的应用[D];西北工业大学;2004年
3 王永明;GPS/SINS组合导航技术研究及工程实现[D];南京理工大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方志薇,李效东;室温快速固化医用聚氨酯避孕栓的制备与性能研究[J];工程塑料应用;2004年06期
2 刘柏松;刘国栋;张留成;;液晶双马来酰亚胺改性环氧树脂的研究[J];工程塑料应用;2006年03期
3 蒋学文;朱红旗;季根忠;徐金城;齐陈泽;;贝壳微粉改性EP复合材料的力学及摩擦学性能研究[J];工程塑料应用;2007年08期
4 侯天伟;陈勇军;;环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料制备及性能的研究进展[J];工程塑料应用;2009年06期
5 黄书林;李山红;余军;张广强;王立军;;适用于非晶电机定子铁心的环氧树脂及其固化剂[J];工程塑料应用;2011年01期
6 刘琳;黄杰;林文庆;益永達則;;一种低温固化的环氧树脂/碳纤维的制备及其性能研究[J];工程塑料应用;2011年02期
7 曹青华;孙洪秀;纪清林;庄韦;;邻甲酚醛环氧树脂/核壳粒子共混物的性能研究[J];工程塑料应用;2011年09期
8 范伟;冯刚;赵加伟;;导热高分子复合材料的研究与应用进展[J];工程塑料应用;2011年12期
9 梁建国,湛华;挑梁根部设钢筋混凝土柱时设计计算方法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
10 李扬,高日,晏景通;自重对索网结构找形的影响[J];四川建筑科学研究;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 万超;王宏芹;王玲;王鹏程;杜彬;;高热稳定性能LED导电胶树脂体系的研究[A];2011中国电子制造与封装技术年会论文集[C];2011年
2 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
3 何晓峰;胡小平;吴美平;秦海力;;车载SINS/GPS紧组合导航算法研究与实现[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 杨晓霞;黄一;;外场标定条件下捷联惯导系统误差状态可观测性分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 程建华;邹继斌;陈世同;刘星伯;;水下无人运载器捷联式惯导系统初始对准关键系统技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 严恭敏;严卫生;徐德民;;逆向导航算法及其在捷联罗经动基座初始对准中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 郭子伟;缪玲娟;沈军;;可观测性分析在改善静基座对准的工程应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 邓方;陈杰;白永强;;基于射表虚拟弹道数据的弹道模型参数辨识[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 肖洪兵;郭泽荣;;旋转弹载GPS自动跟踪系统设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏全喜;车载组合导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张勤拓;机载导弹SINS动基座传递对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 田峰敏;水下地形导航模型求解与导航区初选策略研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
10 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘帅;大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
3 范子嘉;长脉冲激光与金属相互作用的热分析[D];长春理工大学;2010年
4 辛栋;纤维增强聚合物复合材料力学性能的数值预测[D];郑州大学;2010年
5 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
6 王会杰;基于变形控制的复合地基变刚度概念设计研究[D];郑州大学;2010年
7 俞顺;基于模型修正及体系可靠度的桥梁结构性能评价[D];郑州大学;2010年
8 张维维;二阶交联水性聚氨酯胶粘剂[D];郑州大学;2010年
9 王斌;浅层地表缺陷动力探测技术研究[D];郑州大学;2010年
10 李殿文;细晶粒钢筋粘结锚固性能的试验研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 迟晓珠,王劲松,金鸿章,王达明;加速度计的动态特性对无陀螺微惯性测量组合性能影响的研究[J];兵工学报;2004年03期
2 汪小娜;王树宗;朱华兵;;无陀螺捷联惯导系统模型研究[J];兵工学报;2006年02期
3 邹汝平;张延风;;旋转导弹自旋频率设计[J];兵工学报;2007年02期
4 汪小娜;王树宗;朱华兵;;无陀螺捷联惯导系统加速度计安装误差研究[J];兵工学报;2008年02期
5 张萌;马铁华;曹咏弘;祖静;;旋转弹导航系统研究[J];兵工学报;2008年07期
6 曹咏弘;张慧;范锦彪;马铁华;祖静;;基于无陀螺惯性测量装置考虑全加速度计安装误差时弹丸姿态优化算法研究[J];兵工学报;2009年02期
7 明亮;汪银年;王家光;张福学;;一种硅微机械陀螺小信号检测电路的设计[J];北京机械工业学院学报;2006年04期
8 王朝霞;张卫民;宋金钢;李文春;陈克;;弱磁场作用下的磁偶极子模型建立与分析[J];北京理工大学学报;2007年05期
9 王雷,王保良,冀海峰,黄志尧,李海青;电容传感器新型微弱电容测量电路[J];传感技术学报;2002年04期
10 丁明理,王祁;提高NGIMU性能的加速度计动态补偿器的研究[J];传感技术学报;2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 刘志平;无陀螺捷联惯导系统若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陈垚;微机械陀螺的材料及器件设计研究[D];中国科学院上海冶金研究所;2000年
3 杨艳娟;捷联惯性导航系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
4 熊斌;栅结构微机械振动式陀螺[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2001年
5 陈永;基于滑膜阻尼效应的音叉式微机械陀螺研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2004年
6 李涛;非线性滤波方法在导航系统中的应用研究[D];国防科学技术大学;2003年
7 姜雪原;卫星姿态确定及敏感器误差修正的滤波算法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
8 杨华波;惯性测量系统误差标定及分离技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 何昆鹏;MEMS惯性器件参数辨识及系统误差补偿技术[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹国峰;基于PC/104总线的GFSINS导航计算机系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙柏虹;基于MEMS的捷联航姿系统初始对准技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王涵毅;无陀螺惯性组合导航系统滤波方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 周福娜;多传感器数据融合与线性逆问题的多尺度求解方法[D];河南大学;2004年
5 赵正杰;无陀螺飞行体姿态测试与仿真[D];中北大学;2006年
6 郑浩然;高动态环境下的无陀螺捷联惯导系统算法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 刘宏娟;矩形永磁体三维磁场空间分布研究[D];北京工业大学;2006年
8 陈岩;精密离心机误差分析与补偿方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
9 刘金峰;无陀螺微惯性测量单元的配置方式研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 李彬;旋转状态下加速度计横向输出特性研究[D];中北大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 史震;王秀芝;丛文峰;;六加速度计的GFSINS/GPS组合导航系统研究[J];自动化技术与应用;2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨杰;无陀螺捷联惯导系统加速度计构型研究与误差分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 黄玉;地磁场测量及水下磁定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 谭淞;基于Σ△原理的MEMS陀螺高精度模数转换技术[D];长春理工大学;2011年
2 赵英;基于线加速度计的捷联导航算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 杨轩;无陀螺SINS与GPS组合导航系统研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵胜凯,邱宽民;DSP的发展及定点、浮点处理方法的比较[J];北方交通大学学报;2000年05期
2 迟晓珠,王劲松,金鸿章,王达明;加速度计的动态特性对无陀螺微惯性测量组合性能影响的研究[J];兵工学报;2004年03期
3 曹咏弘,祖静,林祖森;无陀螺捷联惯导系统综述[J];测试技术学报;2004年03期
4 王晓沁,李永新,朱明武;全加速度计惯性测量的优化设计及仿真分析[J];弹道学报;2003年04期
5 赵忠,马戎,栗瑞江,李勇建,侯正君,吕志清;一种超低成本捷联惯性制导系统的研制[J];弹箭与制导学报;2000年02期
6 赵龙,史震,马澍田;对无陀螺捷联惯性制导系统中的数值积分方法的讨论[J];弹箭与制导学报;2001年02期
7 胡洪凯,郑红,吴冠;TMS320C54X DSP混合编程的方法研究[J];电子技术应用;2001年08期
8 薛志宏 ,刘建业;TMS320C54XX系列DSP与PC机间串行通信的实现[J];电子技术应用;2003年05期
9 朱绍箕,李立新,张绍武;从西欧三国考察看惯性技术的发展[J];飞航导弹;1999年01期
10 蔡洪;噪声统计的Bayes极大验后估计与系统自适滤波[J];国防科技大学学报;1997年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙镇和;自动武器抛壳过程的动力学分析[J];兵工学报;1993年04期
2 雷经发,扈静;基于神经网络的平面五杆可调机构的动力学解析模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年04期
3 余振延;蔡敢为;王汝贵;;两自由度可控机构输出点轨迹与速度的有限元分析[J];现代制造工程;2005年11期
4 王晓天;高星亮;;大口径机枪结构动力学建模方法研究[J];军械工程学院学报;2005年06期
5 丁左武;曲金玉;任传波;任国军;李鸣;任贵州;;公共汽车制动能量再生系统中的皮囊式液压蓄能器计算与选择[J];轻型汽车技术;2005年Z2期
6 徐轶轲;刘强;;两自由度并联机构动力学分析及其控制补偿策略[J];机械工程师;2006年02期
7 王亮清;孙汉旭;贾庆轩;;球形机器人的圆周运动分析[J];机器人;2007年01期
8 刘宏伟;赵国志;夏松林;张伟;;飞机网式拦阻系统动力学分析[J];力学与实践;2007年02期
9 王莉;周林航;刘红;;基于虚拟技术的弧面分度凸轮机构研究[J];中国制造业信息化;2007年13期
10 邵金华;何玉林;金鑫;杨兴满;;风力机系统的动力学性能分析[J];机械制造;2007年08期
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1 刘昕晖;张杨;;铰接式工程机械车辆转向振摆现象分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
2 王生泽;刘素平;;可控连杆机构动力学分析的一般方法研究[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
3 李亚强;陈定方;祖巧红;;基于ADAMS的减速器动力学仿真分析[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(1)[C];2008年
4 陈建能;赵匀;;机构动力学分析的新方法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
5 韩斌;吴玉龙;封伟;陈镇;;聚氯乙烯热解动力学的研究[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年
6 杨云川;沈志刚;;射流粉碎动力学分析及对粉体颗料形状的影响[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
7 张喻;陆正刚;;基于磁流变液阻尼器的高速货车转向架动力学性能研究[A];中国铁道学会牵引动力委员会机车动力学及强度学组2008年学术年会——大功率交流传动机车/动车组总体、车体及转向架关键技术研讨会论文集[C];2008年
8 王菊英;姜正良;龚延凤;何嘉鹏;;制冷毛细管中气液两相流体动力学分析和计算[A];全国暖通空调制冷1996年学术年会资料集[C];1996年
9 孙晶;朱忠丽;王英伟;葛建军;朴贤卿;张亮;刘景和;;提拉法生长氧化物晶体开裂的动力学分析[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 李辉;;混合驱动拉深压力机的性能优化与动力学仿真[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 夏明方;“水旱蝗汤,河南四荒”[N];学习时报;2004年
2 ;ANSYS10.0新功能[N];中国航空报;2005年
3 周童;ANSYS为帆船插上飞翔的翅膀[N];计算机世界;2007年
4 王书亭;CAE促机电产品研发创新[N];计算机世界;2006年
5 本报记者 江其勤;川东北地层研究取得进展[N];中国石化报;2006年
6 安世亚太 马骏;新一代混合刚柔多体动力学分析软件RecurDyn[N];中国航空报;2005年
7 芳伟;我们与国外印机行业的差距在哪里[N];中国包装报;2006年
8 本报记者 刘幼萍;品质是尊严的起点[N];证券时报;2004年
9 记者 金晓玲;沈阳首家平价医院今日开诊[N];辽宁日报;2006年
10 聂松义;我国智能仿生机械手样机诞生[N];中国医药报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 牟淑志;无陀螺惯性测量组合仿真及实验研究[D];南京理工大学;2007年
2 李卓;粘弹性分数阶导数模型及其在固体发动机上的应用[D];清华大学;2000年
3 赵建明;伊朗国家安全战略的动力学分析(1953-2007)[D];复旦大学;2007年
4 杨永刚;6-PRRS并联机器人关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
5 张玉文;冷等离子体氢还原金属氧化物的基础研究[D];上海大学;2005年
6 李震;内燃机曲轴-轴承系统摩擦学动力学耦合研究[D];合肥工业大学;2005年
7 孟杰;高速电主轴动力学分析与实验研究[D];重庆大学;2008年
8 贺元成;重载低速传动未级小齿轮自调位装置的研究[D];上海大学;2009年
9 刘淑珍;智能温室气动开窗温度调控系统研究[D];浙江大学;2005年
10 张珂;混合驱动连杆机构系统动力学建模、优化与控制研究[D];东华大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王阳阳;重型汽车双前桥系统运动学和动力学分析[D];合肥工业大学;2005年
2 蒋云飞;铁路提速路基加固振动沉拔桩机的动力学分析与优化设计[D];石家庄铁道学院;2005年
3 韦继春;双质体振动理论应用的研究及其虚拟样机的优化设计[D];北京化工大学;2004年
4 刘红领;摩托车随机疲劳试验台的运动学与动力学分析[D];东北大学;2005年
5 龚安栋;卫星太阳能帆板的有限元分析[D];国防科学技术大学;2004年
6 张小江;机器人仿真研究及运动学动力学分析[D];吉林大学;2006年
7 连颍;双驴头抽油机的动力学分析与优化设计[D];南京理工大学;2007年
8 何建华;某自行高炮射击稳定性分析[D];南京理工大学;2007年
9 李长航;高速胶印机递纸机构运动力学分析[D];广东工业大学;2008年
10 钱尼君;麦弗逊悬架系统动力学分析及其疲劳寿命预测研究[D];南昌大学;2008年
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