基于卡尔曼滤波的轴向加速度动态误差补偿方法

杨慧娟，黄 铮，霍鹏飞，王 超

（1.中北大学 仪器科学与动态测试重点实验室，太原030051；2中北大学 信息与通信工程学院，太原030051；3.西安机电动态控制重点实验室，西安710065）

弹丸轴向加速度的精确测量在旋转稳定弹自主式射程修正引信研究中是一项关键技术，提高弹丸轴向加速度的测量精度对加速我国灵巧弹药技术的发展具有非常重要的意义。1982年Merhav S J研究了借助于旋转或振动加速度计三元组组成无陀螺的惯性测量组件，论述了从加速度计的输出信号中分离线加速度和角速度的方法［1］。1994年Chen发表了一种使用6个加速度计进行测量的新颖设计［2］。国内最早的报道见于文献［3］。

对于旋转稳定弹轴向加速度测量，由于弹丸在高速旋转时传感器具有横感特性，要求加速度传感器安装在弹丸对称轴，但安装误差总是存在的，微小的安装误差与弹丸的高转速环境相结合会导致很大的有害加速度输出。为了减小该项有害加速度，美国陆军研究实验室基于高速转台（300r／s）对加速度传感器进行标定，以得到转速与有害加速度之间的曲线关系，作为误差补偿的依据［4－5］。目前，在我国加速度计测量组合被广泛应用于常规火炮弹药的测速中，但在现有的文献中几乎都是理想条件下的测试，或者是没有考虑加速度传感器的安装误差及横感效应等对测试参数的影响，对加速度的动态补偿更是很少。

作者已有的研究成果［6］从理论上分析了弹载加速度传感器的输出与其在弹上的安装位置之间的关系，并在改进的质点弹道模型的基础上建立了弹丸轴向加速度模型，通过仿真验证了该模型的正确性。……