高动态环境下弹体姿态测量技术研究与实现
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第8-9页 |
| 1.2 弹体姿态测量方法研究现状 | 第9-11页 |
| 1.3 本文主要研究内容及章节安排 | 第11-14页 |
| 2 测姿系统理论概述 | 第14-22页 |
| 2.1 常用坐标系 | 第14页 |
| 2.2 坐标系转换及姿态角 | 第14-16页 |
| 2.3 陀螺仪测量原理及选型 | 第16-18页 |
| 2.3.1 陀螺仪分类及工作原理 | 第16页 |
| 2.3.2 本文选用的弹载陀螺仪 | 第16-18页 |
| 2.4 地磁测量原理及选型 | 第18-21页 |
| 2.4.1 地磁场基本理论 | 第18-20页 |
| 2.4.2 地磁传感器分类及测姿原理 | 第20-21页 |
| 2.4.3 本文选用的地磁传感器 | 第21页 |
| 2.5 本章小结 | 第21-22页 |
| 3 高动态捷联惯导姿态算法及仿真 | 第22-40页 |
| 3.1 四元数法与旋转矢量法 | 第22-26页 |
| 3.1.1 四元数法 | 第22-23页 |
| 3.1.2 四元数的初始化和规范化处理 | 第23-24页 |
| 3.1.3 旋转矢量法 | 第24-26页 |
| 3.2 锥运动环境下的旋转矢量优化算法 | 第26-28页 |
| 3.2.1 经典圆锥运动 | 第26-27页 |
| 3.2.2 精度准则 | 第27-28页 |
| 3.3 基于角增量的旋转矢量法 | 第28-30页 |
| 3.4 基于角速率的旋转矢量法 | 第30-33页 |
| 3.4.1 基于角速率的双子样旋转矢量算法 | 第31-32页 |
| 3.4.2 基于角速率的圆锥运动优化算法 | 第32-33页 |
| 3.5 改进的等效旋转矢量算法 | 第33-35页 |
| 3.6 圆锥运动环境下的算法仿真 | 第35-38页 |
| 3.7 本章小结 | 第38-40页 |
| 4 地磁传感器姿态算法设计 | 第40-48页 |
| 4.1 磁传感器姿态测量的算法原理 | 第40-42页 |
| 4.2 磁传感器俯仰角算法 | 第42-44页 |
| 4.2.1 极值比值法求解俯仰角 | 第42-43页 |
| 4.2.2 积分比值法求解俯仰角 | 第43-44页 |
| 4.3 地磁传感器滚转角算法 | 第44-45页 |
| 4.4 地磁测姿仿真 | 第45-47页 |
| 4.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 5 陀螺地磁组合姿态测量算法设计及仿真 | 第48-56页 |
| 5.1 陀螺仪与地磁传感器组合姿态算法 | 第48-49页 |
| 5.1.1 初始姿态角解算方法 | 第48页 |
| 5.1.2 实时姿态角解算方法 | 第48-49页 |
| 5.2 弹道及姿态算法仿真 | 第49-55页 |
| 5.2.1 生成弹道及弹体姿态数据 | 第50-52页 |
| 5.2.2 生成传感器器件数据 | 第52-54页 |
| 5.2.3 姿态解算算法仿真 | 第54-55页 |
| 5.3 本章小结 | 第55-56页 |
| 6 基于DSP的姿态解算单元软硬件设计 | 第56-74页 |
| 6.1 姿态解算单元硬件设计 | 第56-62页 |
| 6.1.1 TMS320F2812芯片介绍 | 第57-58页 |
| 6.1.2 最小系统电路设计 | 第58-60页 |
| 6.1.3 片外RAM模块设计 | 第60-61页 |
| 6.1.4 通信模块电路设计 | 第61-62页 |
| 6.2 姿态解算单元软件设计 | 第62-70页 |
| 6.2.1 软件开发环境 | 第62-63页 |
| 6.2.2 姿态解算单元软件总体设计 | 第63-65页 |
| 6.2.3 数据接收驱动软件设计 | 第65-66页 |
| 6.2.4 姿态解算模块软件设计 | 第66-67页 |
| 6.2.5 数据发送模块软件设计 | 第67-70页 |
| 6.3 测姿系统实验验证 | 第70-73页 |
| 6.3.1 上位机串口软件 | 第70-71页 |
| 6.3.2 实验验证 | 第71-73页 |
| 6.4 本章小结 | 第73-74页 |
| 7 总结与展望 | 第74-76页 |
| 7.1 总结 | 第74页 |
| 7.2 展望 | 第74-76页 |
| 致谢 | 第76-78页 |
| 参考文献 | 第78-82页 |
| 附录 | 第82页 |
