姿態(tài)角測試研究

存儲測試系統(tǒng)包括：陀螺輸出，信號處理(通道切換、信號適配電路、A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器)，系統(tǒng)控制(中心控制器、電源控制)和接口電路4個(gè)部分。對三維角速度信號采用的是連續(xù)采樣的方法，需要進(jìn)行通道切換。陀螺輸出的是電壓信號，可先進(jìn)行通道切換再進(jìn)行信號適配，這樣電路板的面積可以減小，進(jìn)一步減小測試儀的體積。通過通道切換依次把傳感器信號送至信號適配電路，經(jīng)調(diào)理后送至A／D轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，存入存儲器。當(dāng)觸發(fā)信號到來后，測試系統(tǒng)記錄完預(yù)設(shè)的容量，中心控制器給出模擬電源關(guān)斷信號，電源控制器停止記錄，測試系統(tǒng)進(jìn)入省電模式。系統(tǒng)等待計(jì)算機(jī)發(fā)讀數(shù)指令由接口電路將數(shù)據(jù)讀出。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的接口電路，USB口和并口都可讀取測試裝置的數(shù)據(jù)。
2．3 系統(tǒng)抗沖擊處理
測試系統(tǒng)工作全程要承受沖擊過載，裝置必須要進(jìn)行抗沖擊處理，保護(hù)測試裝置，使其能在高沖擊環(huán)境下正常工作。為了抗高沖擊過載，專門選取了抗高過載的器件。其中最重要的主控器件采用XCR3064，抗高過載能力達(dá)到3×105g[6]。針對測試系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)了抗沖擊機(jī)械殼體，并且用環(huán)氧樹脂對測試裝置進(jìn)行了真空灌封處理，將測試電路固結(jié)在電路保護(hù)殼中以抗高過載。經(jīng)過上述抗高過載措施處理后，測試裝置能夠很好滿足測試需要，保證了測試系統(tǒng)的正常工作，系統(tǒng)可重復(fù)使用。

3 測試結(jié)果及實(shí)測數(shù)據(jù)分析
存儲測試系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于某小型飛行體的試驗(yàn)，成功獲得了測試數(shù)據(jù)。下面是實(shí)測曲線及其分析，x軸為自轉(zhuǎn)軸，z軸為飛行方向。實(shí)測飛行過程角速度信號如圖3所示，圖3中，3個(gè)軸的角速度曲線在70 ms處均有一個(gè)小鼓包，為陀螺的加速度效應(yīng)在曲線上的表現(xiàn)。

陀螺儀測得的ωx、ωy以及ωz已知，根據(jù)表達(dá)式7所示的運(yùn)動學(xué)微分方程，在MATLAB下解算出角度，如圖4所示。經(jīng)對比，與高速攝影記錄的姿態(tài)非常吻合。

4 結(jié)語
面向某飛行體姿態(tài)角測試的實(shí)際需要，研究姿態(tài)角測試技術(shù)，提出一種姿態(tài)角測試方案，分析理論基礎(chǔ)，作實(shí)際測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案可滿足系統(tǒng)使用需求。