基于磁阻传感器的标定与测姿方法研究.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术NO．52014年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay．2014文章编号：1001—2265(2014)05一叭1O一04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．05．028基于磁阻传感器的标定与测姿方法研究水李会，王磊，郝永平(沈阳理工大学兵器科学技术研究中心，沈阳110159)摘要：针对在高转速条件下载体姿态测量时，MEMS陀螺高过载和量程不足问题，难以实时获得载体实时飞行姿

2、态，提出了磁阻传感器的精确标定与补偿方法，推导了磁阻传感器的误差模型，采用实验室开发的磁组件和荷兰姿态航向参考系统(MTi)分别在单轴和三轴转台上进行了半实物仿真试验。实验结果表明：所提方法可获得有效对载体滚转等姿态进行有效测量，姿态误差精度在5。以内，可以满足大动态载体姿态解算的精度要求。关键词：磁阻传感器；标定；飞行姿态；姿态匹配中图分类号：TH166；TG65文献标识码：ACalibrafionandAttitlldeCalculationMethodBasedonMagnetometersLIHu

3、i，WANGLei，HAOYong—ping(CenterforOrdnanceScience＆TechnologyResearch，ShenyangLigongUniversity，Shenyang110159，China)Abstract：Inviewthatitisdificulttoobtainthefly·attituderealtimebecauseoftheMEMSgyro’Shighloadandshortageofmeasurerangewhenaobjectrollsinhighspe

4、ed．Amethodofcalibrationandcom—pensationtothemagnetometerwasproposed．AndSOwastheerrormode1．Aseriousofexperimentswereimplementedbasedonthesingle-·axisplatformandthethree-axisplatformwiththelab-magnetometermod-uleandtheMTi．Theexperimentalresultsindicatethatt

5、hismethodcanobtainthefly—attitudeeffectivelyandtheerrorofaRitudeanglesiswithin5。．whichcouldsatisfytherequestofmeasuringobjectattitudeinhighdynamicenvironment．Keywords：magnetometer；calibrating；MEMS；attitudematching工大学等也提出了基于地磁的姿态探测技术j。在这O引言些解姿算法中，通常采用的方法为假

6、设其航偏角不在诸如微型飞行器、微型机器人、新型制导武器变，或者采用航偏角的预估值，而这种假设在实际中，需要对载体姿态进行有效测量，载体飞行过程中的应用环境中很难实现。姿态信息对分析目标的飞行状态以及对无人飞行器、本文针对利用三轴磁阻传感器测姿的问题，提出武器等的研制、开发等都具有十分重要的意义J。目了磁阻传感器的精确标定与补偿方法，建立了影响磁前广泛采用MEMS惯性器件(陀螺、加速度计等)解算阻传感器精度的误差模型。模拟载体运动，联合实验载体飞行姿态J，由于惯性器件受到量程的限制，同时室开发的磁组件和荷兰

7、姿态航向参考系统(MTi)分别惯性器件由于存在零漂，积分解算时误差会随时间积在单轴和三轴转台上进行了半实物仿真试验。通过多累，不能提供长时间姿态信息，无法在大动态环境中应次转台试验，模拟载体飞行姿态，建立了姿态数据库，用J。磁阻传感器具有测量值误差不随时间积累，抗利用标定后的数据，通过数据拟合方法对载体姿态进干扰能力强，灵敏度和可靠性高，温度特性号，体积轻行解算，可以满足载体飞行环境的姿态解算要求。小便于安装等优点J，可广泛用来进行载体飞行姿态的有效测量。目前，国内外在地磁探测解算载体姿态1磁阻传感器的标

8、定与补偿方面取得了一些进展，如利用磁组件提出了肢体非线1．1磁阻传感器误差原理与标定性姿态估计方法；俄罗斯等国家已将地磁探测应用磁阻传感器误差来源总的来说可归结为零位误在现有弹药和新型弹药，国内的南京理工大学，北京理差、标度因数误差、非正交误差等。对磁强计建立的误收稿日期：2013—09—02：修回日期：2013—09—30基金项目：辽宁省教育厅科学研究一般项目(L2012069)作者简介：李会(1987一)，男，山东青州人，