基于地磁原理的弹体滚转姿态探测装置研究

【摘要】： 为了对弹体实施控制以达到提高命中精度或增加射程的目的,需要实时测量弹体的姿态参数,其中滚转姿态参数的探测尤为重要。对于低速旋转的制导炮弹,其发射过程的高初速、高过载、体积小等环境条件使得常用的一些姿态测量系统很难直接得到应用。本文研究采用地磁感应线圈组合微机械陀螺仪的方法探测弹体滚转姿态。 本文首先对各种弹体姿态测量方法进行了分析,比较了组合测量与常用方法的优缺点。针对地磁感应线圈在弹体内的安装方式,推导了采用地磁解算弹体滚转姿态的的算法,确定了正交双轴感应线圈的地磁探测方案,阐述了微机械陀螺仪测量滚转姿态的工作原理,分析了地磁信号的检测和辨识,提出了具体的滚转姿态组合探测方案。 在软硬件的设计上,基于TI公司的TMS320F2812,设计了DSP最小系统、地磁测量单元、微机械陀螺仪测量单元、电源模块、通讯模块等,实现了A／D采集、串口通讯、通过JTAG接口调试等功能,开发了嵌入式系统软件,实现滚转姿态探测方案,并采取了相应的软硬件抗干扰措施,从而提高了精度。最后,对整个系统进行了人工转台实验和风洞实验,验证了该滚转姿态探测装置的可行性。