基于惯性测量单元(IMU)的弹体姿态数据处理算法研究

目录

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1 绪论

1.1 选题的科学意义和应用前景

1.2 制导炮弹姿态测量技术现状

1.2.1 常见的测量方法

1.2.2 问题描述

1.3 制导炮弹姿态组合测量技术研究现状

1.4 本文的主要研究内容

2 姿态解算理论基础

2.1 坐标系及姿态角

2.1.1 坐标系定义

2.1.2 姿态角定义

2.1.3 捷联矩阵

2.2 常用姿态解算算法

2.2.1 欧拉角法

2.2.2 四元数法

2.2.3 等效旋转矢量法

2.3 地磁场基本理论

2.4 本章小结

3 基于MEMS陀螺/加速度计的改进自适应滤波算法研究

3.1 传感器测姿原理

（1）陀螺仪测姿原理

（2）加速度计测姿原理

3.2 传感器测量误差分析

（1）安装误差分析

（2）陀螺和加速度计的零偏

3.3 基于欧拉角法的扩展Kalman滤波算法设计

3.3.1 Kalman滤波器的介绍

3.3.2 姿态解算算法设计

3.4 自适应滤波算法研究

3.4.1 传统的Sage-Husa滤波算法

3.4.2 改进自适应滤波算法

3.5 本章小结

4 基于陀螺/地磁/加速度计的组合定姿算法研究

4.1 地磁测姿原理

4.1.1 数学模型

4.1.2 姿态求解方法

4.2 三轴磁传感器测量误差分析

（1）安装误差分析

（2）零位误差和灵敏度误差

（3）外部环境干扰误差分析

4.3 组合定姿算法设计及改进

4.3.1 基于等效旋转矢量的陀螺姿态解算

4.3.2 基于加速度计和磁传感器的姿态解算

4.3.3 基于Kalman滤波的组合定姿算法

4.3.4 罗差校正补偿

4.4 本章小结

5 半实物实验研究

5.1 云台摇摆测姿实验

5.1.1 静态实验

5.1.2 摇摆实验

5.2 手动无磁转台测姿实验

5.2.1 实验系统简介

5.2.2 实验结果分析

5.3 转台旋转实验

5.3.1 实验系统简介

5.3.2 实验结果分析

5.4 马希特锤击实验

5.4.1 实验系统简介

5.4.2 实验结果分析

5.5 本章小结

6 总结

致谢

参考文献

附录