基于MPC8270的处理器板卡设计

随着海洋地震勘探发展,为了实现海洋地震勘探采集数据的实时传输和处理,设计了一种基于MPC8270的地震数据采集处理板卡;根据海洋地震数据采集处理的实时性和大数据量要求以及MPC8270处理器的特性,设计了基于MPC8270和FPGA的CPCI总线通信结构,能够实现地震数据的高速实时传输;详细介绍了MPC8270的关键外围电路、FPGA及CPCI总线电路的硬件设计及实现方法,并在实际应用中给出了板卡嵌入式操作系统VxWorks配置的实现方式;板卡以MPC8270作为核心处理器,以FPGA为控制核心电路,以VxWorks为实时操作系统,实现地震数据的高速处理和CPCI总线实时传输功能;经过多次实验室内部测试及海上实际生产应用,结果表明地震数据采集处理板卡能够实现地震数据的高速处理和实时传输,并且板卡性能稳定可靠;板卡的设计简单,结构通用,对数据处理、总线控制和信息交换等领域相关系统的开发具有一定的参考价值。     

基于小波分析的某型装备发动机分布式在线检测系统设计

针对现代战车大型发动机强干扰下的在线故障检测需求,设计了一种基于小波分析的某型发动机分布式在线检测系统。整体设计基于分布式设计思想,在某型发动机合适部位设置检测节点,通过CAN总线传递数据到显控中心;利用CAN总线进行数据传送,提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差,增强了故障分析的准确度;显控中心综合运用了小波变换和模式识别技术进行故障诊断,具有快速故障定位能力和拓扑适应能力;应用表明,该系统能够较好的适用于某型发动机的在线监控,使用方便,故障诊断快速有效,解决了发动机在线预警和故障诊断的问题。     

光纤接口模块自动测试系统的研究与应用

雷达系统内部含有多种带有光纤接口的数字电路模块,对于这类电路板的测试问题,文中提出了一种构建自动测试系统的通用方法。基于CPCI总线的多功能光纤测试模块作为该测试系统的核心测试部件,对外提供10个可收发的光纤接口,光纤接口数据传输速率可在一定范围内设定,以匹配被测模块的光口速率要求,协议数据包可按用户自定义方式发送和录取,解决了被测模块的多光口测试,光口数据传输速率不统一,数据包格式各不相同的等问题。整个测试过程可由软件控制自动完成。该测试系统能够实现对标准总线和非标准总线的光纤接口雷达数字模块的自动测试,经过实际测试验证表明,该系统运行稳定可靠,提高了武器装备的综合保障能力。     

基于CRIO的机械臂测控系统设计

为了快速验证机械臂控制系统的操控准确性与执行机构稳定性,研制了一套机械臂测控与状态监测系统。在介绍基于NI CompactRIO平台的Profibus、CANopen、485总线以及快速IO总线技术应用的基础上,阐述了基于LabVIEW FPGA技术的测试数据高速采集、分析与处理等软件模块的具体实现方法。为了验证测试与显控平台的性能,针对摇摆试验台上的机械臂进行了摇摆状态PID控制与姿态显示测试,结果表明,机械臂的稳定控制角度误差为±0.40,控制信号传输延迟为0.3ms,姿态反馈延迟时间为50ms,PC端显控画面刷新时间为0.04 s,系统可不间断持续运行,性能优越,满足机械臂状态监测与性能测试要求。     

柴油发电机组输出特性现场检定装置的设计与实现

针对原有柴油发电机组的专用控制器功能单一、结构复杂、测量精度低等问题,设计了一款柴油发电机输出特性现场检定装置系统;采用以STM32高性能处理器为核心的硬件平台,基于总线控制的模块化设计,其中包括基于485总线控制交流电子负载模块、电能质量分析模块以及温度采集模块;最后编写具有框架式的上位机显控界面,完成实时的数据显示、存储、记录,以及交流电子负载的控制;实验结果表明:柴油发电机组输出特性现场检定装置系统能够为被测柴油发电机组提供交流电子负载,实时测量柴油发电机组的输出电压、电流、功率、频率等信息,能够与检定技术人员进行实时信息交互,检验柴油发电机组的输出特性是否满足技术指标要求。     

光电跟踪仪多传感器数据采集研究

光电跟踪仪数据采集是利用DSP处理技术及多总线结构,实现电视跟踪通道、红外跟踪通道、激光测距机、光纤陀螺仪等多传感器数据的提取,并采用CPCI总线技术结合双端口存储器（双端口RAM）实现系统中信息的快速传输,为光电跟踪仪伺服控制系统提供可靠的数据信息。介绍数据采集系统的设计思想及工作原理,重点研究系统中各传感器的控制方式和接口设计等,并简要说明各系统之间的信息传输方式。     

基于PCIe总线的数据采集卡设计与实现

为了实现对多路高速光信号采集,利用FPGA设计基于PCIe总线的数据采集系统。对PCIe总线低速Slave通道与高速DMA通道的关键算法进行了研究。首先,介绍了数据采集卡的硬件构成及基本工作原理,提出了PCIe总线算法需要解决的数据传输问题;然后,分析数据采集卡PCIe总线低速Slave通道和高速DMA通道原理以及实现的关键算法。通过Modelsim和SignalTap工具分别对数据传输算法进行功能验证和在线仿真;最后,将设计数据采集卡互联PCIe上位机进行实际测试。实验结果表明,本设计PCIe总线采用X4接口模式,数据传输系统的数据上传峰值速率为615.38MB/s,可以满足稳定可靠、高带宽、模块化等要求。     

超声相控阵控制、采集与全并行处理系统设计

针对超声相控阵检测系统工作环境较为恶劣、延时发射电路复杂、多路信号的采集难以单板实现以及多路信号处理实时性差等问题,提出了一种基于CPCI总线和FPGA的超声相控阵控制、采集与全并行处理系统的设计。本设计采用CPCI总线架构,可以在高尘、高冲击负荷等恶劣环境下工作,采用带高速串行LVDS接口的ADS445与XC5VSX95T相组合的方式来实现单板16路信号的高速信号采集和全并行处理,采用XC5VSX95T中的高速计数器来实现2ns的高精度延时发射,还提供了功能强大的主控软件便于用户操作。分析结果表明,多路AD+FPGA的硬件结构特别适合相控阵系统。实测结果表明,本系统可以较好地对钢管的缺陷进行实时检测和A扫与B扫成像。     

基于LabVIEW的多数据采集器自动监控软件设计与开发

数据采集器作为飞机训练用设备,实现对载机飞行、目标探测、电子对抗、武器控制和飞行员操控等数据的实时采集,其性能指标一直是关键的验收指标。在人力成本逐渐增大、自动化信息产业高速发展的时代下,自动测量系统成为测量测试领域的重要角色,它可实现整个实验过程的自动监控和测试数据的自动存储。为了最大限度的满足采集器的批量生产与测试,本文基于LabVIEW平台,通过1553B总线和RS422总线实现数据传输,设计多数据采集器自动监控软件。试验证明,软件操作简单、运行稳定,最多可同时对8台数据采集器进行测试。     

基于CPCI总线的雷达导引头测试系统设计与实现

雷达导引头是空空导弹的核心部件,实现导弹探测、制导和控制等功能,其性能的优劣直接影响着导弹跟踪和截获目标的准确率。为了全面测试空空导弹雷达导引头,设计开发了一种基于CPCI总线的雷达导引头测试系统,并完成了软硬件设计。硬件部分完成了调理电路的设计、外设的搭建以及硬件电路方面的可靠性设计;软件部分协调控制雷达导引头、角位置模拟器、回波模拟器和转台,通过部件之间数据流的传输,完成了各个模块的测试功能。该系统能够真实模拟雷达导引头的工作环境,设置导引头参数,接收处理导引头发回的信息,进而测试雷达导引头的精度、灵敏度、可靠性等指标。实际应用表明,该系统工作性能良好,可靠性高,能够长期稳定运行,达到了设计要求。     

基于LabVIEW的空间相机试验测控系统设计

在LabVIEW开发环境下,基于虚拟仪器和PXI总线,采用National Instrument(NI)公司的数据采集卡,设计了一个空间相机试验测控系统,实现了硬件设计和软件功能。该系统具有多个通道,可测试温度、应力、应变等多种参数,能实现测控参数设置、数据采集与处理、数据及曲线显示、信号分析与处理、远程通信等多种功能。在某空间相机分系统热平衡试验中,用于测试、控制36个热敏电阻测温点和14个热电偶测温点的温度。结果表明,系统达到了0.5℃的控温要求;热电偶的标定和标准水银温度计的比对结果表明,本系统测温精度可达到0.15℃。与传统的文本语言相比,利用LabVIEW节省了大约80%的时间。本系统具有延续开发能力和可移植性,其设计方法能为其它测控系统的开发提供参考。     

LabWindows/CVI在导引头地面测控设备中的应用

针对某型导引头挂飞试验实现导引头控制及实时性高的需求,设计了一种基于LabWindows/CVI软件开发平台的挂飞控制箱系统。该挂飞控制箱通过RS422串口与导引头相连,能够实现导引头控制、状态显示、GPS信息接收处理、试验数据存储等功能。挂飞控制箱采用VXI总线和LabWindows/CVI软件平台进行设计,硬件集成度较高,软件运用LabWindows/CVI开发平台自带的多线程技术,将串口通讯等周期性任务与数据处理、存储、显示等任务从时间上分开,提高了CPU工作效率,满足系统实时性要求。试验结果表明,该挂飞控制箱系统工作稳定,与导引头通讯可靠,实时性较高,试验数据完整且满足总体要求。     

基于数字与模拟采集同步测控技术的研究

当前数字化闭环控制航天伺服系统测试时采用一种基于1553B总线控制和A/D模拟采集的测控系统设备,当进行动态特性测试时,1553B与A/D间的启动延迟导致测试结果的精度不准确。为了消除数模混合控制系统下启动零点误差对伺服系统动态特性的影响,对启动零点误差来源进行了分析,在伺服系统1553B总线架构数字化闭环控制的基础上,采用基于PXI硬件平台的数字与模拟采集启动零点同步技术,解决了由于启动同步时间差导致伺服系统动态特性数据处理结果跳变的问题,大大提高了伺服测控系统的测试精度。     

精密离心机测控与加速度计标校自动化系统设计

惯导加速度计在精密离心机上的标校应用试验,涉及精密离心机动态半径和静态半径的精密测量、转速的精确测控以及被校加速度计信号的正确采集与实时传输等操作,需严格控制各类测控仪器的动作时序逻辑实现精密离心机精密测控与加速度计标校应用试验的自动化操作。介绍一种精密离心机测控与加速度计标校应用试验自动化系统设计,硬件上基于LAN总线组网集成精密离心机各类测控仪器,构建分布式测控系统,并应用外部光栅编码器脉冲信号作为触发信号控制测控仪器的硬件时序同步逻辑;软件上应用共享变量技术实现各类测控参数的有序传输,针对动态波形类大数据测试信号的共享变量传输可靠性差问题,提出一种基于文件动态拷贝的网络数据传输方案,设计严格的共享变量传输逻辑机制,实现了各类测控参数正确有序采集与传输。应用试验表明,设计的精密测控与加速度标校应用试验自动化系统满足加速度计在精密离心机上的标校自动化需求,显著提高了加速度计标校应用试验效率。     

EAST托卡马克装置失超检测报警系统的升级

本系统对原有超导托卡马克装置EAST的失超保护报警系统进行了升级改造.采用软硬件并行的方式,集中对多路失超保护信号进行监控和保护.系统整体采用CPCI结构,对不同的故障采取不同的故障应对模式,不仅能够对下级系统进行行为控制,而且能直观的显示出故障信号及故障分析,同时在系统内能方便的进行数据存储和查询.     

基于高温超导脉冲变压器的脉冲电源测控系统

为了监测脉冲电源的放电特性、控制脉冲电源的可靠工作,采用现代测试技术、虚拟仪器技术和数据库技术,设计了基于高温超导脉冲变压器的脉冲电源测控系统,硬件系统由计算机、单片机、数据采集卡、驱动电路板和电压电流传感器等组成,软件系统采用LabVIEW来进行设计.在脉冲电源的测量算法中,采用基于EEMD的消噪算法,消除了噪声,采用基于最小二乘法的数据拟合算法,准确的测量出脉冲电源电流的峰值、脉宽等参数.实验结果表明,该系统可以实时监测和控制脉冲电源的工作过程,实现了电参数的在线测量和整体系统的闭环控制.     

基于图像处理技术的束流剖面监视系统

 介绍了在兰州重离子加速器上利用荧光靶图像获取装置测量并计算束流剖面参数的方法，并建立了图像获取、处理、束流参数计算的实时测量软件系统。该系统具有可靠性好、测量直观、界面友好等优点。