基于磁阻传感器弹体姿态测量技术的研究

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1、硕士论文基于磁阻传感器的弹体姿态测量技术研究摘要近几年来，随着微电子技术、现代传感器技术、计算机技术的快速发展以及相关技术在新型武器上的不断应用，常规弹药被赋予了新的生命力。飞行弹体姿态信息的获取无论是对弹体的设计、空气动力学的研究以及弹体制导都有着重要的意义，因此，飞行弹体姿态信息实时测量成为了目前重要的研究课题。本课题以某型号弹体的实弹发射实验作为应用背景，设计了基于三轴磁阻传感器的弹体姿态测量系统方案。进行了传感器特性分析研究，姿态信息解算算法研究，完成了试验样机系统的软硬件设计，利用设计

2、的试验样机系统进行了实验，对实弹数据进行了分析研究。具体包括以下内容：(1)分析了常用姿态测量传感器的特性，介绍了地磁场的基本理论及相关参考模型，论证了基于磁阻传感器的地磁探测用于弹体姿态测量的优势。(2)详细阐述了弹体姿态测量涉及坐标系及其相互转换，推导了姿态解算的数学模型，重点推导了利用迭代法修正姿态角的过程。(3)设计了两轴磁阻传感器与单轴磁阻传感器正交组合成三轴测量的方案，并结合了电子经纬仪、光电编码器设计适用于转台实验的硬件系统，对系统的误差源进行了分析和补偿。(4)进行了转台实验，并

3、利用实验平台利验证了误差补偿的效果。对实弹数据进行分析，模拟了基于磁阻传感器测量弹体飞行滚动角过零判别的漂移，有进一步研究的必要性及其价值。关键词：磁阻传感器、姿态测量、STM32ARM处理器、转台实验、误差补偿AbstractInrecentyears，withtherapiddevelopmentofmicroelectronicstechnology，modemsensortechnology，computertechnologyandtheapplicationsinweapons，no

4、rmalammunitionisgivenanewvitality．Acquisitionthevarietyofprojectileflightattitudeissignificantformissiledesign,aerodynamicsandtheguidanceofaprojectile．Soitisindispensabletostudythereal．timemeasurementofprojectilefli出attitudeinformation．Ameasurementsc

5、hemeisdesignedbasedonthree-dimensionmagneticsensorsaccordingtotheneedofonetypeoftheTrajectoryCorrectingammunition．Thech微teristicsofcommonattitudemeasurementsensorsandthecalculationalgorithmaleanalyzed．Thehardwaredesignandsoftwaredesignarecompleted．Ex

6、perimentsarecarriedoutforverifyingeffectivenessofsystem．Mainworkcouldbesummarizedinfollowing：’(1)Thecommoncharacteristicsofattitudemeasurementsensorareanalyzed．Thebasictheoryofthegeomagneticfieldandthereferencemodelsareintroduced，andtheadvantagesofma

7、gneticfielddetectionforattitudemeasurementaledemonstratedinthisdissertation．(2)Detailsthemissileattitudemeasurementcoordinatesystemandtheirmutualconversion．meattitudecalculationmathematicalmodelisderived，focusingontheuseofiterativemethodderivedattitu

8、deanglecorrectionprocess．ThecorrectingalgorithmforattitudeanglemeasurementiSderivedbasedonIterativemethod．(3)Athree．dimensionalmagneticsensorisacombinationofatwo·dimensionalmagneticsensorandaone．dimensionalmagneticsensor．Withtheelectronictheodolitean