基于DSP FPGA的弹载计算机设计

针对现代弹载计算机硬件系统的发展趋势,结合某型反坦克导弹的实际应用需求,采用以DSP作为处理器实现控制系统的核心算法,以FPGA实现外围接口扩展的方案,设计出了一套基于DSP+FPGA的微小型导弹载计算机。文章对该弹载飞控计算机的结构、硬件、软件等方面内容作了详细的介绍,并给出了软件流程图、介绍了软件各模块的详细功能。本文设计的弹载计算机体积小,功率低,其性能已在实验中得到了验证,这为未来弹载计算机的设计提供了参考。     

基于嵌入式实时操作系统的弹载计算机软件设计

嵌入式实时操作系统的引入改变了传统弹载计算机软件开发模式;通过对我国自主研发的一款嵌入式实时操作系统进行研究,分析当前战术导弹弹载计算机系统的特征,对实时操作系统实施裁减定制,形成了满足弹载软件系统的微内核系统;围绕着基于该内核系统的应用,某型弹载计算机软件的设计从系统需求分析、任务划分、任务实现以及最终系统运行结果四方面综合给出了设计方法,试验证明,使用操作系统的弹载软件功能、性能满足弹载计算机系统指标要求,对提高软件的可重用性、可靠性等方面起到重要的作用。     

微小型球形飞行器飞行控制系统设计

根据微小型球形飞行器的结构特点和工作原理,设计了一套基于ARM Cortex-M3 STM32F103RBT6微控制器的飞行控制系统,进行了主要模块的功能设计与性能分析,给出了研究结论与选型依据,还设计并完成了姿态传感器两轴转台实验和飞行器室内飞行试验。测试结果表明,该控制系统的姿态传感器姿态测量精度高,能够为飞行控制提供姿态参考信息;飞行器能够圆满实现空中悬停、低空机动等飞行动作,且空中飞行姿态稳定、实时、可靠。该飞行控制系统功能可靠、性能稳定,能够较好地满足微小型球形飞行器的飞行控制要求,具有一定的实用性与扩展性。     

基于现场可编程门阵列的通用化PCM编码器

针对目前弹载遥测系统对PCM编码器提出的通用化应用需求,提出了一种基于现场可编程门阵列的通用化PCM编码器。该方法以软件为主的信号处理方式代替硬件处理,采用Verilog HDL语言和模块化的设计思想将编码器的各功能模块集成在单片FPGA中,通过功能模块的积木式组合和参数配置实现了对被测弹箭系统的采集编码。仿真测试结果表明该编码器满足绝大多数弹箭遥测系统的参数测试要求,在弹箭遥测系统中飞行试验结果表明该编码器在全弹道飞行过程中工作稳定可靠,该编码器实现了通用化的要求。     

弹载计算机通用阻抗测试仪设计

针对弹载计算机类产品在出厂交付和故障排除中信号阻抗需要高效测试的要求,文章描述了一种通用阻抗测试仪的实现方法;利用ARM微处理器来控制继电器矩阵切换信号点,并通过配置不同的上位机软件实现了多品种弹载计算机产品的阻抗自动测试,提高了阻抗测试效率,同时避免了人工测试容易误操作的问题;经过某型号弹载计算机试用,该测试仪能够将阻抗测试时间缩短到人工测试的1/9,且全程测试无错误,达到了弹载计算机信号阻抗快速可靠测试的目的。     

基于分数阶傅里叶变换的弹载SAR成像算法

针对弹载合成孔径雷达(SAR)回波信号的多普勒参数随斜距变化大及传统脉冲压缩成像算法分辨率低的问题,本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换(FrFT)的弹载SAR成像算法.首先建立弹载SAR末制导阶段回波信号模型,然后通过局部最优处理来测量回波信号的调频率,并以此计算FrFT的最优阶次,在最优阶次下分别对回波信号进行距离向和方位向的FrFT,从而得到成像区域的SAR图像,最后分别采用传统脉冲压缩成像算法与本文基于FrFT的成像算法进行仿真和实测对比实验.实验结果表明,该算法能够对目标区域精确成像;由于在成像处理过程中,对每个距离向和方位向的回波信号进行独立的局部最优处理,因此该算法更适应于弹载SAR的非线性飞行轨迹,大大提高了弹载SAR的成像性能.该研究成果在目标探测与识别,精确制导等领域中具有重要的应用价值.     

基于LabVIEW的瓦斯气体浓度监测系统的设计

针对瓦斯气体浓度监测问题,本文利用LabVIEW图形化软件和瓦斯传感器相结合设计了瓦斯气体浓度监测系统。该系统主要以瓦斯气体传感器、电压放大器、数据采集卡、计算机为硬件基础,登陆交互、数据采集与显示、报警记录、数据存储、数据回放等软件模块为核心。该系统具有瓦斯气体浓度的实时显示、存储、回放与超限报警等功能。通过多次调试结果表明:该系统运行稳定、可靠,响应速度快,检测精度高。     

基于Simulink和C++混合编程的测试系统建模技术研究

介绍了一种基于Simulink和C++混合编程技术的自动飞行控制系统测试系统建模技术及调试方法;基于Simulink搭建飞行仿真模型,通过RTW自动代码生成工具将各仿真模块分别生成嵌入式代码,并集成应用于C++软件设计环境中;通过对时钟的有效设定,实现了基于Windows系统的实时飞行仿真测试系统的设计,仿真软件的最小运算周期为2 ms;该技术不仅可以满足自动飞行控制系统飞行仿真试验的实时性要求,并且在软件开放性、接口扩展性、板卡驱动的通用性以及软件设计功能多样性等方面占有较大优势;基于这个技术建立而成的仿真测试系统,某型自动飞行控制计算机已经成功的开展了多轮半物理仿真验证试验,并取得了良好的试验效果,从而为产品的试飞定型奠定了坚实的基础。     

航模飞机实时定位及飞行轨迹记录方法研究

在航模飞机和其他小型飞行器研发和性能试验过程中,飞行轨迹及运动参数等始终是人们十分关注的问题;提出了一种简便方案,使用呈三角形分布的3台超声波测距仪与计算机相连,按照设定的采样时间间隔,同时从不同方位对飞行目标的空间位置进行测距,计算机通过推算将3个距离转换为空间坐标并按对应的时间顺序记录入数据库,连接这些坐标点就可得到飞行轨迹;利用得到的飞行轨迹可以方便地求解一系列飞行性能参数;该方法对分析飞行性能和优化航模飞机结构具有重要作用。     

基于LVDS和68013A的数据控制传输系统设计

为实现某弹载存储系统数据的远距离、高速传输,介绍了一种以FPGA为控制核心,LVDS芯片组和68013A作为受控对象的数据控制传输系统;着重讨论了LVDS硬件接口电路设计和68013A的固件设计;某弹载系统实际应用表明,该系统运行稳定可靠,满足任务要求。     

一种自适应视频跟踪算法及其ARM DSP实现

视觉跟踪作为图像处理和计算机视觉学科的重要分支,广泛应用与军事和民事的各个领域。对于相对运动速度较快的对象,传统的光流法计算精度不高,本文提出了一种视频跟踪算法,首先通过差分法检测图像差异,然后通过光流法实现视频自适应跟踪功能。设计了基于ARM和DSP的视频跟踪装置,详细讨论了硬件平台和接口设计,以S3C2410作为主控模块、TM320芯片作为图像处理模块。实验结果证明,该算法具有实时性、精度高、灵活性强的优点。     

口腔手术综合治疗仪控制系统的设计与实现

口腔术综合治疗仪是口腔治疗必备的大型仪器设备,对各功能部件的控制及模块间协调要求严格;基于STC系列的51单片机设计了一种新型的控制系统,利用PWM控制方法解决了手术照明的无级调光问题;对反馈信号进行处理,实现了座椅的精确控制与位置记忆;设计了合理的电源与接口,可以外挂驱动多种相关手术仪器;高精度的电源监控电路,保证了系统的安全运行,实现了二次上电的状态恢复;通过上位机与网络,实现了对仪器的远程控制与维护。系统低功耗,低电磁辐射,抗干扰能力强。该系成功统应用于佛山某外资公司并实现产业化,效果良好,已远销各地。     

消息重复型ARINC429总线事件消息包机载实时处理技术研究

ARINC429总线广泛应用于民用飞机中,在飞行试验中,消息重复型ARINC429事件信息的实时监控占用很大的遥测带宽资源;采用机载嵌入式数据处理模块,通过将其嵌入到机载测试系统中,通过采集器底板总线获取ARINC429采集模块采集到的数据,对飞机事件信息进行解析处理,并将处理结果通过遥测系统遥测下传至地面监控中心,大大降低了遥测带宽需求,对于飞行试验实时安全监控有重要意义。     

OFDM水声通信实时处理系统的多处理器并行

OFDM(正交频分复用)充分利用频带,具有较高的数据传输速率;ADSP-TS101是具有高速并行处理能力的高性能数学信号处理芯片。针对OFDM水声通信的实时处理要求,本文设计并研制了具有实时处理能力的水声通信系统。该系统包括由多片ADSP-TS101构成的松/紧联合耦合的并行处理结构作为处理核心、无相位偏差的多通道同步采样模块和FPGA(现场可编程门阵列)逻辑控制模块。湖上实验结果表明该系统具有良好的稳定性和实时处理能力,满足工程设计要求。     

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。     

基于STM32F的企业楼宇节能控制系统设计

针对企业楼宇耗电量严重的问题,研究设计了基于STM32F的楼宇节能控制系统。该系统采用红外传感模块统计楼宇内人数,使用光控模块采集光照度,通过微处理器实时采集人数和光照强度信号,然后进行数据处理和算法分析,从而实现楼宇照明灯具的自动控制;同时采集用电电器的工作状态信息,若电器长时间处于待机状态,系统将会自动切断其供电电源。实验结果表明：企业楼宇节能控制系统提高了电能利用率,实现了楼宇的低碳节能。     

小型集成三通道机抖激光陀螺数字式控制电路设计

针对军事和民用工程中亟待解决的捷联式机械抖动激光陀螺惯导的小型化、集成化和高精度问题,提出了一种以单块电路板实现对3个机械抖动激光陀螺进行数字式稳频控制、抖动控制、稳流控制、信号检测及脉冲计数的全功能小型机抖激光陀螺集成控制方案,设计了以DSP和FPGA为核心控制器的陀螺电路。试验结果表明,该集成控制电路能同时实现3路陀螺的自动控制,参数调整灵活方便,控制精确稳定,在实现小型化集成化的同时,提高了激光陀螺的输出精度,为捷联式机械抖动激光陀螺惯导的小型化、集成化和高精度奠定了基础,已在多个项目中获得工程应用,具有较高实用价值。     

A LabVIEW-based real-time measurement system for polarization detection and calibration

A rapid real-time polarization measurement system was designed and implemented in this paper. The system is centered round a computer running application developed for the purpose. The paper illustrates how to build such an excellent application with National Instruments’ graphical programming language LabVIEW, a synchronized high speed multi-channels data acquisition card and some photoelectric conversion module in detail. With simple and friendly user interface, the experimental result shows that the measurement system has high computational efficiency, high precision calibration matrix, which can be efficiently utilized in experiments relating to the measurement of polarization.     

基于LabVIEW的便携式推力轴承数据采集系统设计

设计了基于LabVIEW的便携式推力轴承试验机测控系统,实现了对轴承系统推力瓦的温度、油膜厚度、电机转速等试验数据的实时采集,对实时数据显示界面的截屏以及对试验数据的分析、处理、记录和保存等功能,同时利用DataSocket技术实现不同计算机之间的数据共享。试验结果表明：基于LabVIEW的便携式轴承试验机测控系统具有运行稳定可靠、控制精度高、系统操作简单等特点。