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水陆两栖车辆运行姿态及重心实时监测系统开发
| 论文题名： | 水陆两栖车辆运行姿态及重心实时监测系统开发 |
| 关键词： | 水陆两栖车;运行姿态;重心位置;实时监测系统 |
| 摘要： | 水陆两栖车作为现代军事两栖作战的重要装备，其运行姿态及重心实时监测功能是水陆两栖车驾驶员安全驾驶的必要保障，是水陆两栖车测控系统开发中非常重要的环节，对水陆两栖车正常行驶、驾驶员安全驾驶具有重大的意义。 本文以水陆两栖车运行姿态及重心实时监测系统为研究对象，基于车辆姿态测量理论、信号滤波理论及车辆重心测量理论，对两栖车车体姿态及重心实时在线测量功能模块进行研究开发。同时，基于UCOSⅢ实时操作系统对系统软件框架进行了整体设计。 为进一步研究车体姿态测量算法与重心测量算法的准确性及稳定性，本文基于数值仿真方法，分别建立了姿态测量数值模型和重心测量数值模型，开展相关模拟仿真工作。对比分析了四种姿态测量算法及其在角速度干扰、磁场强度干扰及加速度干扰外界等不同程度外界干扰条件下的准确性与稳定性。研究结果表明，采用数据融合算法的姿态测量算法更能适应复杂真实工况，其准确性更高、抗干扰能力更强。在两种数据融合算法中，自适应均方根容积式卡尔曼滤波算法的准确性及稳定性表现最佳，能较好反映车辆实际姿态信息。此外，通过对比发现，磁场干扰对姿态测量算法的性能影响最大。重心测量仿真模拟结果表明，重心测量算法能够准确测量出车辆实时重心位置，其结果准确合理。基于上述研究工作，进一步搭建了实验小车及实验赛道等基本实验条件，对姿态测量算法在实际复杂多变路况下的性能开展实验测试。实验结果表明，基于自适应均方根容积式卡尔曼滤波算法求解的姿态信息准确性、稳定性较好，能够满足车载运行环境下的车辆姿态监测功能要求。 本文针对水陆两栖车运行姿态及重心实时监测系统所开展的研究工作，对实现中国军用两栖设备的现代化、智能化具有重要参考意义。 |
| 作者： | 杨柏年 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 叶晓明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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