船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)中姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本文以船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)項(xiàng)目為研究背景，展開(kāi)以微慣性姿態(tài)測(cè)量單元和編碼器單元為姿態(tài)測(cè)量核心的船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的研制工作。為提高M(jìn)EMS傾角儀和陀螺儀的精度，本文對(duì)MEMS傾角儀信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償和軟件算法處理，對(duì)MEMS陀螺儀進(jìn)行硬件差分處理和軟件算法處理。提出MEMS傾角儀、陀螺儀的零位標(biāo)定方法[42];研究了電磁羅盤查表標(biāo)定方法;研制了船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證、試驗(yàn)和測(cè)試。
　　本論文主要研究以下幾方面

2、:
　　(1)結(jié)合目前船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)的發(fā)展情況，根據(jù)船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)對(duì)姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)精度的要求，對(duì)比不同類型天線姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性、體積、成本及復(fù)雜程度[42]，提出采用MEMS陀螺儀、MEMS加速度計(jì)與電子羅盤、編碼器組合構(gòu)成船載衛(wèi)星天線姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的總體方案。
　　(2)微慣性姿態(tài)檢測(cè)單元對(duì)同一系列不同型號(hào)的傾角傳感器設(shè)計(jì)出單軸硬件差分電路和雙軸軟件差分電路，并進(jìn)行大量對(duì)比測(cè)試，最終選擇載體姿態(tài)檢測(cè)使用傾角儀雙

3、軸軟件差分電路，天線姿態(tài)檢測(cè)使用傾角儀單軸硬件差分電路。
　　(3)船體移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生線加速度，MEMS加速度計(jì)受到線加速度干擾，導(dǎo)致測(cè)試傾角與實(shí)際傾斜角度不相符，同時(shí)在靜態(tài)時(shí)陀螺儀零點(diǎn)漂移和溫度漂移極易對(duì)陀螺信號(hào)造成干擾，故采用卡爾曼濾波算法將傾角儀信號(hào)和陀螺儀信號(hào)進(jìn)行信息融合，時(shí)時(shí)修正傾角信息。
　　(4)對(duì)MEMS陀螺信號(hào)進(jìn)行了誤差分析，提出IIR濾波和遞推最小二乘擬合兩種信號(hào)處理方法。并利用系統(tǒng)實(shí)測(cè)MEMS陀螺數(shù)據(jù)進(jìn)行算

4、法驗(yàn)證，最終選定遞推最小二乘法擬合算法。
　　(5)對(duì)磁編碼器進(jìn)行測(cè)試并分析，采用高精度轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)磁編碼器信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，提高磁編碼器精度。
　　(6)本文分析雙軸磁強(qiáng)計(jì)結(jié)構(gòu)的平面電子羅盤誤差產(chǎn)生原因，并在實(shí)際使用中進(jìn)行大量測(cè)試，為提高電磁羅盤測(cè)量準(zhǔn)確度，提出羅差補(bǔ)償算法，并借助高精度、高穩(wěn)定性的磁編碼器對(duì)電子羅盤進(jìn)行標(biāo)定。
　　最后對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試，得出研究成果及系統(tǒng)精度，并對(duì)船載衛(wèi)星天線伺服系統(tǒng)中姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)的不足之