半捷联惯性测量装置减旋控制电路设计.pdf

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1、第４８卷第８期Ｖｏｌ．４８．Ｎｏ．８２０１５年８月ＭＩＣＲＯＭＯＴＯＲＳＡｕｇ．２０１５半捷联惯性测量装置减旋控制电路设计１１，２１１，２３祝敬德，李杰，张松，刘俊，陈伟（１．中北大学电子测试技术国防科技重点实验室，太原０３００５１；２．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原０３００５１；３．山西北方惠丰机电有限公司科研设计二所，山西长治０４６０１２）摘要：ＭＥＭＳ器件体积小、重量轻、性能稳定、响应时间快，通常用来测量高旋转弹药的飞行姿态参数。针对传统ＭＥＭＳ捷联惯性测量系统存在量程与精度相

2、互矛盾的问题，本文介绍了半捷联ＭＥＭＳ惯性测量的概念，在此基础上重点设计半捷联惯性测量装置减旋控制电路，该电路为小量程、高精度的ＭＥＭＳ器件提供稳定的测试环境。通过试验证明：该减旋控制电路能够有效减小高旋转弹药对惯性测量装置姿态测量精度的影响。关键词：高旋弹药；半捷联；减旋电路中图分类号：ＴＰ２７２文献标志码：Ａ文章编号：１００１-６８４８（２０１５）０８-００８７-０４ＤｅｓｉｇｎｏｆＡｎｔｉ-ｒｏｔａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＣｉｒｃｕｉｔｆｏｒＳｅｍｉ-ｓｔｒａｐｄｏｗｎＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒ

3、ｅｍｅｎｔＵｎｉｔ１１，２１，２１，２３ＺＨＵＪｉｎｇｄｅ，ＬＩＪｉｅ，ＺＨＡＮＧＳｏｎｇ，ＬＩＵＪｕｎ，ＣＨＥＮＷｅｉ（１．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｓｔ＆ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｍｉｎｉｓｔｒ

4、ｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００５１，Ｃｈｉｎａ；３．Ｎｏ．２ＡｃａｄｅｍｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆＳｈａｎｘｉＮｏｒｔｈＨｕｉｆｅｎｇＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏ．，ＬｔｄＣｈａｎｇｚｈｉＳｈａａｘｉ０４６０１２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＭＥＭＳｄｅｖｉｃｅｓｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｍａｌｌｓｉｚｅ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ，ｓｔａｂｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｔｉｍｅａｒｅｕｓｕａｌｌｙｕｓｅｄｔｏｍｅ

5、ａｓｕｒｅｔｈｅｆｌｉｇｈｔａｔｔｉｔｕｄｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｈｉｇｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌａｍｍｕｎｉｔｉｏｎｓ．ＡｇａｉｎｓｔｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＭＥＭＳｉｎｅｒｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｃｏｎｔｒａｄｉｃｔｉｏｎｏｆｒａｎｇｅａｎｄａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｓｅｍｉ-ｓｔｒａｐｄｏｗｎＭＥＭＳｉｎｅｒｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｎ

6、ｔｉ-ｒｏｔａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒｈａｌｆ-ｓｔｒａｐｄｏｗｎｉｎｅｒｔｉａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｉｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｄａｓｔａｂｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｆｏｒｓｍａｌｌ-ｓｃａｌｅａｎｄｈｉｇｈ-ｐｒｅｃｉｓｉｏｎＭＥＭＳｄｅｖｉｃｅｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｎｔｉ-ｒｏｔａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｈｉｇｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌａｍ

7、ｍｕｎｉｔｉｏｎｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆＭＩＭＵ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｒｏｔａｔｉｏｎａｌａｍｍｕｎｉｔｉｏｎｓ；ｓｅｍｉ-ｓｔｒａｐｄｏｗｎ；ａｎｔｉ-ｒｏｔａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍ［３］误差较大。由于制造工艺的限制，高精度、大０引言量程的ＭＥＭＳ惯性器件研制难度大，同时也加大弹体在飞行过程中位置、速度、姿态等关键弹了捷联惯性导航的成本。ＭＥＭＳ器件又具有自主性道参数的测试是常规弹药制导化，提高弹药打击精强、可靠性高、体积小、质量轻、成本低、功耗度重要因素，常用于

8、判断弹药的机动性、抗干扰能小、启动时间短、抗高过载以及易于安装和维护等［１-２］力强弱，弹道参数的修正和闭环控制系统。目一系列的优势。针对常规弹药空间小、高速自旋、前弹药姿态测量一般采用捷联惯性导航，把惯性测飞行时间短、高过载等恶劣环境，中北大学前期提量装置固定安装在载体上，通过姿态矩阵和矩阵变出半捷联惯性导航的概念，即惯性测量装置在滚转换，计算导航参数。然而，捷联惯性导航采用的方向上与载体不捷联，在偏航和俯仰方向上与载体［４-５］ＭＥＭＳ惯性器件量程大