角加速度计的测量对象是什么?角加速度计测量方法有哪些?
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在这篇文章中,小编将对角加速度计测量对象、测量方法和角加速度计在军事方面应用的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对角加速度计的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。
测量角加速度的方法,从原理上讲可以是多种多样的,如纯机械式的、电磁机械式的、物理的、化学的、光学的甚至放射线式的等等,而每种方法都可以制成不同结构及性能的角加速度传感器。
一、测量对象
按照测量对象分,角加速计可分为x及Y两人类。x类是指测量某一个旋转物体的相对角加速度信息的,这类角加速度传感器的特点是:从结构上看,它可以严格地分成两个组成部分,其中之一是安装在参考物体(选为参考点)上,而另一部分则是安装在作旋转运动的被测物体上。而Y类角加速度传感器则是测量旋转物体相对于绝对窄间(惯性空间为参考点)角加速度信息,此类传感器直接安装在被测物体上。因此x及Y类角加速度传感器的根本区别体现在参考点的选取上。
二、测量方法
按照测量方法分类,角加速度计可分成直接测量法和间接测量法。
直接测量法就是直接测量角加速度数值,间接测量法采用微分电路或微分计算算法对角速度信号进行微分处理来得到角加速度。在间接测量法中,角加速度可以对角位移或角速度信号进行模拟或数字微分电路后处理来得到。对微分器有两个重要的要求,即它们必须有足够的噪声衰减和足够短的延迟特性。在实时控制或保护性监控应用中.延迟特性是极为重要的,在这些应用中系统要求对参考信号或反馈信号有足够短的响应时闻。然而,微分过程固有的噪声放大特性要求在信导处理之前,需要对噪声信号进行高频噪声滤波处理。当噪声信号和原始信号的带宽完全分开时.仅仅噪声衰减是容易做到的。如果对这种噪声衰减过程所带来的时间延迟有严格的时间限制(如面:实时控制或监控应用中),这个过程会变得更为困难。
间接加速度测量方法中令人头痛的噪声放大问题驱使人们寻找直接的角加速度测量方法。
三、军事方面
随着高新技术在军事领域的广泛应用,在今后的战争中,双方面临的将是全方位、高强度、多批次的各种武器的联合作战。为了在复杂的作战环境中获得宝贵的时间,争取主动权,就必须缩短武器发射的反应时间,提高作战武器的机动性能。对战术导弹而言,为提高导弹的机动性能,缩短发射时间,就必须采用大扇面或全方位发射技术。一般战术导弹控制系统采用的是姿态控制的自动驾驶仪或简易惯导系统,即通过控制姿态角(俯仰角、航向角、滚动角)的变化来控制导弹的飞行状态。无论是采用自动驾驶仪还是简易惯导控制系统,都需使用陀螺仪作为角度传感器,而一般框架式陀螺的测量范围有限,角度过大将引起框架系统的锁定,导致导弹失稳。另外,仅根据装定扇面角来控制导弹转弯,无法控制导弹的法向过载,如转弯太急会导致法向过载超过设计指标要求。因此这类控制系统只能用于机动姿态有限的载体上,即用于飞行中不会同时绕两个轴出现大姿态角的载体中,因为此时无法满足战术导弹在全姿态、大机动状态下工作的要求。采用过载控制的捷联惯导控制系统可以解决这方面的不足。在过载控制的捷联惯导控制系统中,过载速率的测量则是通过安装在弹体轴上的角加速度计来实现的。利用角加速度计和线加速度计组成的捷联惯导系统对导弹进行稳定和控制,较好地实现了导弹从90°直至180°的几种大扇面角发射。
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