基于VxWorks的光电瞄准吊舱传递对准技术研究

发布时间：2017-05-17 15:00

  本文关键词：基于VxWorks的光电瞄准吊舱传递对准技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今世界,光电瞄准吊舱无论在军事领域,还是民用领域都有着广泛的发展空间和应用前景,我国的新一代光电瞄准吊舱正在朝着动态校靶和导航测姿、定位一体化的目标发展。为了实现上述目标,必然要在瞄准吊舱中引入捷联惯性导航系统(SINS),对导航系统快速、高精度的传递对准则成为一项亟待解决的关键技术。 本文以某光电瞄准吊舱系统为研究背景,主要对系统中的传递对准技术进行理论研究,并设计了基于VxWorks实时操作系统的多任务软件,最后进行了大量的工程实践。 本文首先介绍了SINS的基本原理、导航更新算法及其误差模型；接着详细推导了“姿态+速度”匹配的传递对准算法,给出卡尔曼滤波模型的状态方程和观测方程；并且对影响传递对准精度的杆臂效应、时间同步做了介绍和分析,还设计了高精度时间同步方案；然后,基于实时多任务操作系统,对传递对准的多任务软件进行详细设计。 最后,详细设计了基于PowerPC平台的半实物仿真系统,模拟飞机正常起飞、爬行、加速和转弯过程,完成大量的半实物仿真试验,随后加入实际的主惯导系统、子惯导IMU、GPS接收机和火控系统,面对更加真实的工程应用环境,多次进行了地面跑车试验。大量试验数据表明针对本系统所设计的多任务软件和传递对准算法的各项性能都能满足指标要求,为吊舱项目下一步的飞行试验打下了坚实的理论和实践基础。
【关键词】：瞄准吊舱 传递对准 多任务软件 半实物仿真 地面跑车试验
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH745.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题背景及意义8
• 1.2 瞄准吊舱在国内外的发展8-10
• 1.3 传递对准技术的国内外发展状况10-11
• 1.4 挠曲变形的国内外解决方法11-12
• 1.5 VxWorks实时操作系统介绍12
• 1.6 主要工作与章节安排12-14
• 2 捷联惯导系统14-26
• 2.1 常用坐标系介绍14-15
• 2.2 导航常用参数介绍15-16
• 2.3 坐标系之间的转换关系16-17
• 2.3.1 姿态角的定义16
• 2.3.2 b系与n系之间的转换关系16-17
• 2.4 SINS的导航计算17-21
• 2.4.1 姿态求解算法17-20
• 2.4.2 速度、位置求解算法20-21
• 2.5 SINS的误差模型21-25
• 2.5.1 失准角误差方程21-22
• 2.5.2 速度误差方程22-24
• 2.5.3 位置误差方程24
• 2.5.4 惯性器件的简化误差模型24-25
• 2.6 本章小结25-26
• 3 瞄准吊舱的动基座传递对准26-42
• 3.1 瞄准吊舱传递对准基本原理26-27
• 3.2 瞄准吊舱传递对准时序关系27-28
• 3.3 瞄准吊舱动基座“姿态+速度”匹配传递对准28-36
• 3.3.1 传递对准的状态方程28-30
• 3.3.2 传递对准的量测方程30-34
• 3.3.3 传递对准滤波算法34-36
• 3.4 杆臂效应分析36-38
• 3.5 高精度时间同步方案设计38-41
• 3.5.1 方案设计38-40
• 3.5.2 GPS授时方法40-41
• 3.6 本章小结41-42
• 4 基于VxWorks的传递对准多任务软件设计42-50
• 4.1 任务的生成42
• 4.2 任务的状态及状态转换42-43
• 4.3 任务的优先级43
• 4.4 系统多任务的划分43-45
• 4.4.1 功能模块划分43-44
• 4.4.2 任务的划分44-45
• 4.5 任务的优先级安排45
• 4.6 多任务的调度45-46
• 4.7 任务间的通信46-47
• 4.8 多任务软件设计47-49
• 4.9 本章小结49-50
• 5 传递对准半实物仿真系统设计50-60
• 5.1 基于PowerPC的传递对准半实物仿真系统50-51
• 5.2 基于PowerPC半实物仿真系统的硬件平台51-54
• 5.2.1 PowerPC导航计算机的硬件结构51-52
• 5.2.2 系统通信接口设计52-54
• 5.3 基于PowerPC半实物仿真系统的软件设计54-56
• 5.4 传递对准半实物仿真系统的运行实例56-59
• 5.4.1 半实物仿真系统的运行56
• 5.4.2 半实物仿真试验结果分析56-59
• 5.5 本章小结59-60
• 6 地面跑车试验与分析60-74
• 6.1 系统硬件结构设计60-61
• 6.2 系统的通信接口设计61-63
• 6.2.1 系统通信接口61-62
• 6.2.2 PowerPC与外围通信接口的对应关系62
• 6.2.3 数据帧格式62-63
• 6.3 试验中用到的仪器设备介绍63-64
• 6.4 地面跑车试验64-73
• 6.4.1 试验结果64-73
• 6.4.2 试验分析73
• 6.5 本章小结73-74
• 7 总结与展望74-76
• 7.1 本文的主要工作74-75
• 7.2 存在的不足及下一步研究工作75-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82
• 附录82

【参考文献】

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本文编号：373701