基于比值法的磁阻传感器炮弹姿态测量系统研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4页 |
| 1 绪论 | 第8-14页 |
| 1.1 课题研究背景和意义 | 第8-9页 |
| 1.1.1 选题的背景 | 第8-9页 |
| 1.1.2 选题的意义 | 第9页 |
| 1.2 国内外研究概述 | 第9-13页 |
| 1.2.1 弹丸姿态测量主要方法 | 第9-11页 |
| 1.2.2 弹丸姿态测量方法研究概况 | 第11-13页 |
| 1.3 本文的研究内容和结构安排 | 第13-14页 |
| 2 地球磁场参考模型 | 第14-25页 |
| 2.1 地磁场的构成与基本特征 | 第14-15页 |
| 2.2 地磁场的表示方法 | 第15页 |
| 2.3 常用地磁场模型 | 第15-17页 |
| 2.4 IGRF国际地磁场参考模型 | 第17-21页 |
| 2.4.1 IGRF模型常用坐标系 | 第17-18页 |
| 2.4.2 IGRF模型常用坐标系转换关系 | 第18-19页 |
| 2.4.3 IGRF模型建模步骤 | 第19-21页 |
| 2.5 ICRF国际地磁场参考模型等值线图分析 | 第21-24页 |
| 2.6 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 弹体姿态解算原理 | 第25-39页 |
| 3.1 姿态测量中的坐标系与姿态转移矩阵 | 第25-28页 |
| 3.2 GPS定位原理 | 第28页 |
| 3.3 传感器安装位置与各轴地磁分量投影 | 第28-30页 |
| 3.4 炮弹滚转角姿态解算 | 第30-31页 |
| 3.5 炮弹俯仰角姿态解算 | 第31-33页 |
| 3.6 炮弹磁方位角的解算 | 第33-35页 |
| 3.7 测量系统姿态角解算算法数据仿真 | 第35-38页 |
| 3.8 本章小结 | 第38-39页 |
| 4 测量系统硬件电路设计 | 第39-53页 |
| 4.1 系统设计要求与系统总体测量方案 | 第39-40页 |
| 4.1.1 系统设计要求 | 第39页 |
| 4.1.2 系统设计总体框图 | 第39-40页 |
| 4.2 姿态测量系统主要器件选型 | 第40-43页 |
| 4.2.1 传感器的选型 | 第40-41页 |
| 4.2.2 微处理器的选型 | 第41页 |
| 4.2.3 AD转换芯片的选型 | 第41-42页 |
| 4.2.4 存储芯片的选型 | 第42-43页 |
| 4.3 姿态测量系统硬件电路设计 | 第43-50页 |
| 4.3.1 地磁传感器电路模块设计 | 第43-45页 |
| 4.3.2 信号调理模块电路设计 | 第45-46页 |
| 4.3.3 AD转换电路设计 | 第46-47页 |
| 4.3.4 STM32F407最小系统设计 | 第47-48页 |
| 4.3.5 弹载黑匣子电路设计 | 第48-49页 |
| 4.3.6 电源管理模块 | 第49-50页 |
| 4.5 GPS模块介绍 | 第50页 |
| 4.6 印制电路板设计 | 第50-52页 |
| 4.7 本章小结 | 第52-53页 |
| 5 误差标定与补偿 | 第53-70页 |
| 5.1 地磁传感器误差分类 | 第53-55页 |
| 5.1.1 地磁传感器器件本身的误差 | 第53-54页 |
| 5.1.2 地磁传感器耦合误差 | 第54页 |
| 5.1.3 地磁传感器磁干扰误差 | 第54-55页 |
| 5.2 地磁传感器误差补偿方法 | 第55-58页 |
| 5.2.1 椭圆补偿方法 | 第55-58页 |
| 5.2.2 最小二乘补偿方法 | 第58页 |
| 5.3 地磁传感器误差补偿步骤 | 第58-64页 |
| 5.3.1 误差补偿实验前准备工作 | 第59-60页 |
| 5.3.2 误差补偿实验数据的获取 | 第60-64页 |
| 5.4 地磁传感器误差数据处理 | 第64-69页 |
| 5.5 本章小结 | 第69-70页 |
| 6 系统软件设计 | 第70-79页 |
| 6.1 系统软件总体设计流程 | 第70-71页 |
| 6.2 系统驱动程序设计 | 第71-73页 |
| 6.3 AD采集程序设计 | 第73-74页 |
| 6.4 地磁信号FIR滤波与过零点计算 | 第74-76页 |
| 6.4.1 FIR滤波器设计 | 第74-75页 |
| 6.4.2 过零点算法设计 | 第75-76页 |
| 6.5 地磁数据存储软件设计 | 第76-78页 |
| 6.6 本章小结 | 第78-79页 |
| 7 系统调试与实验分析 | 第79-90页 |
| 7.1 硬件平台调试 | 第79-83页 |
| 7.1.1 地磁复位/置位电路的仿真与调 | 第79-80页 |
| 7.1.2 放大电路的调试 | 第80-81页 |
| 7.1.3 黑匣子存储模块测试 | 第81-83页 |
| 7.1.4 上位机监控软件联调测试 | 第83页 |
| 7.2 实验结果与分析 | 第83-90页 |
| 7.2.1 高速转台实验 | 第83-85页 |
| 7.2.2 实弹打炮实验结果与分析 | 第85-90页 |
| 8 总结与展望 | 第90-92页 |
| 8.1 工作总结 | 第90页 |
| 8.2 工作展望 | 第90-92页 |
| 致谢 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-97页 |
| 附录 | 第97页 |
