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高精度三维姿态传感器测量系统的研究

王少梅  
【摘要】:载体姿态是操纵、控制载体和实现其它一些功能所必需的重要参数,它的精确测量在国防、航空、航天、航海以及工业等各个领域有着极其重要的作用。本文主要是在原来已经装备于某B型炮上的XX型二维姿态角传感器的基础上,研究一种适用于某A型炮的高精度姿态测量系统——XXX型二维姿态角传感器,实现整个武器平台精确打击的目的。 本文首先介绍了国内外姿态传感器测量技术发展的研究状况和几种常用的姿态传感器测量方法。详细论述了XX型二维姿态角传感器和XXX型二维姿态角传感器各自的工作原理和技术指标要求,并对本文研究的姿态传感器的姿态角采用合适的求解方法进行了解算。为XXX型二维姿态角传感器的研制提供了理论基础。 其次,根据对XX型二维姿态角传感器的测量精度的分析结果,在XXX型二维姿态角传感器的电路硬件设计上设置LC滤波电路、滤波电容等措施滤除电源和信号杂波,提高信号在电路传输过程中的稳定性;在软件设计上,应用零漂自动补偿法、温度补偿算法、算术平均滤波算法和一阶滞后滤波法等消除或减小测量过程中产生的误差。从硬件和软件两方面提高其测量精度,研制出满足总体系统使用要求的高精度XXX型二维姿态角传感器。 最后对XXX型二维姿态角传感器进行验证实验,得到其在高温、低温、常温环境实验中和物理性能实验—振动、冲击实验中的实验数据。 从实验结果分析可得,本文改进研制的XXX型二维姿态角传感器测量精度满足总体系统规定的姿态传感器测量精度小于0.5密位的技术指标要求,达到了某A型炮精确打击的作战需求。


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