战略导弹试验模拟系统开发平台设计

为满足新型武器系统靶场一体化联合试验、训练与保障的需求,克服传统面向具体导弹型号的模拟训练系统缺乏灵活性和扩展性的不足,提出了设计“试验模拟系统制造工厂”的新理念,即构建通用的战略导弹试验模拟系统开发平台,由用户根据具体导弹型号的需求,基于开发平台进行二次开发自行生产出特定的仿真训练系统。设计了试验模拟系统功能和开发平台结构,采用组件式、平台化、脚本化的开发思路,给出了开发平台的具体技术实现途径,包括：仿真模型设计、仿真服务总线设计、组件化/脚本化设计、设备模型仿真设计、原理仿真设计、信息流程可视化仿真设计、系统运行流程设计等,最后给出了飞行仿真的设计演示情况。所设计的开发平台将为试验、作战、指挥等岗位技术人员提供丰富的模拟训练及考核评估手段。     

基于DSP＋POS的机载稳定平台控制系统设计

为消除机栽姿态角扰动对航空遥感的影响,设计了由横滚和方位组成的两轴稳定平台,该平台通过减振器与载机固联隔离高频扰动,通过伺服控制系统隔离低频扰动,并实时跟踪当地水平面和飞行航线。系统以TMS320F2812为核心微处理器,对POS中MEMS陀螺和欧拉角进行采样,将其采样结果经超前一滞后控制算法输出PWM给直流伺服电机,对平台进行实时控制;针对光轴偏移的问题,提出控制模式切换法,即瞬态工作域采用单闭环速度环控制和稳态工作域采用双闭环位置,速度控制消除了光轴漂移现象。最后给出系统仿真及试飞试验结果,结果表明该平台具有良好的抗扰能力和较强的跟踪能力,满足系统的要求。     

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。     

平流层飞艇地面通用测试原型系统设计

针对不同技术路线平流层飞艇试验靶场地面通用化综合测试评估的迫切需求,分析了平流层飞艇平台地面通用测试技术体制和测试矩阵,提出了飞艇地面通用测试原型系统总体架构,研究了系统功能组成和通用性。基于高速信息交换架构、合成仪器、公共测试接口等新一代自动测试系统关键技术,完成了原型系统的硬件、软件和机械结构设计方案,可以作为原型系统分系统实施方案设计、研制和综合集成调试的主要依据文件。经分析,地面通用测试原型系统可对多型号平流层飞艇实现快速自动通用测试评估,对飞行试验任务顺利完成起到的重要支撑作用。     

基于实时Linux的极向场电源主控制系统的设计

为了满足极向场电源控制系统严苛的实时响应的要求,选择实时Linux系统作为系统平台,采用一个开放源代码的、基于C/C++的Eclipse可扩展的开发平台作为开发工具,完成极向场电源主控制系统的设计,实现了在一个控制周期内(1ms)对极向场电源系统的12套本地控制器的实时通信和实时控制。对极向场电源主控制系统的高速通信和实时控制、稳定可靠等关键问题给出了可行的实践性的解决方法。经实验测试,该设计运行稳定,能满足极向场电源控制系统的实时需求。     

电子带宽对高速视频成像系统的限制

分析了高速视频成像系统的信息传递关系,从系统传递一定的信息量出发,得出其对电子系统带宽的要求;以靶场应用为对象,通过对满足测试需要的高速信息流量的分析计算,得出结论:在实际的电子线路和计算机处理技术的能力下,由于电子系统带宽的制约,高速视频成像尚不能完全取代传统的胶片式高速摄影系统.     

光学消像旋的电路控制系统研究

 针对周视光电观瞄系统中机械传动装置实现光学消像旋的情况,分析了传统光学消像旋的利弊。通过简化机械装置,建立了控制对象的数学模型,根据系统实时控制处理的要求,设计了数字控制和模拟控制的混合电路,提高了系统的稳定性和可靠性。运用MATLAB/SIMULINK对控制系统的典型情况进行仿真。仿真结果表明,该电路系统都能满足精度和实时性等指标要求。     

复杂背景下实时运动目标的提取

提出了一种结合帧间减法与背景自适应更新的算法,结合高速图像处理平台,以满足实时运动目标的提取。着眼于算法的高速性并提出一种足够快的方法用于弹道测量系统。用高斯分布建立每个像素的灰度模型,这个分布用来区分前景和背景像素以便用来更新背景模型。实验表明该系统可以满足靶场弹道测量任务实时性的要求,传统大量占用系统资源的算法在该系统中得到改善,大大提高了系统的实时性。     

基于实时Linux的极向场电源主控制系统的设计

为了满足极向场电源控制系统严苛的实时响应的要求,选择实时Linux系统作为系统平台,采用一个开放源代码的、基于C/C++的Eclipse可扩展的开发平台作为开发工具,完成极向场电源主控制系统的设计,实现了在一个控制周期内(1ms)对极向场电源系统的12套本地控制器的实时通信和实时控制。对极向场电源主控制系统的高速通信和实时控制、稳定可靠等关键问题给出了可行的实践性的解决方法。经实验测试,该设计运行稳定,能满足极向场电源控制系统的实时需求。     

基于云计算的装备保障系统架构研究

针对现有装备保障系统无法满足信息化战争对其全程信息共享、全域资源重组和柔性供应管理等方面的要求这一现状,提出了采用云计算技术构建装备保障系统的方法,并研究了该系统的基本架构。首先,对装备保障系统的目标和功能进行研究;其次,根据系统目标和功能,分析基于云计算的装备保障系统的基本结构,构建其云计算架构,并对系统的安全进行探讨;最后,在系统云数据中心和数据流向分析的基础上,构建出系统的数据挖掘架构。该研究对加快装备保障信息化建设具有重要的参考价值。     

视频图像记录判读系统

光电经纬仪的摄影胶片图像和CCD摄像机的视频图像的数字化处理是兵器试验靶场中始终未能很好解决的问题。主要源于两个问题:一是视频图像的数字化采集和转换;二是数字图像的自动处理。介绍了根据靶场广泛应用的光学图像记录、判读需求而研制的视频图像记录判读系统,并对所采用的视频图像实时存储技术、字符识别技术、目标识别与定位技术等几项主要的关键技术进行了说明,并给出了应用结果。结果表明,图像采集记录灵活方便,速度快,不丢帧;目标图像处理精度高,实时性强,自动处理能力好,使光测数据处理的精度和效率都有了很大的提高。     

基于ACR9000控制器的自动光学检测平台设计 

针对自动光学检测（AOI）平台运行过程中的定位精度控制问题,提出了一种基于速度和加速度前馈控制与PID反馈控制的复合控制算法,该算法对输入量进行跟踪补偿控制以消除系统稳态误差,用于提高AOI平台定位精度。基于开放式的数控系统设计方法设计了AOI平台。在Matlab/Simulink环境下,构建了基于该复合控制算法的定位精度控制仿真模型,仿真结果验证了复合控制算法的有效性。将该复合控制算法作为ACR9000控制器的控制算法,并基于ACR9000控制器进行AOI平台实验研究。应用该AOI平台进行了印刷电路板（PCB）检测实验,实验结果表明文中复合控制算法能够提高AOI平台定位精度,AOI平台的定位精度满足印刷电路板检测要求,可以将该AOI平台用于印刷电路板检测。     

基于Hadoop的大数据信息安全监控云平台设计与研究

针对传统的大数据信息监控云平台模式单一、虚拟化程度不高,容易导致信息泄露的问题,为了提高对大数据的信息安全溯源能力,提出基于Hadoop的大数据信息安全监控云平台设计方法。在信息资源云体系下构建大数据信息安全融合模型,通过信息挖掘与匹配方法把云平台中的数据资源、物理资源进行关联性整合,方便数据安全溯源,在Hadoop平台下构建多源信息资源云,建立用户接口注册机制,采用虚拟化技术进行信息保护,实现在云平台下进行信息安全溯源。实验结果表明,采用该方法进行大数据信息安全溯源,大数据信息分类存储性能较好,对异常数据挖掘精度较高。具有较好的信息安全保护能力,确保了信息安全。     

神光-Ⅲ主机装置靶场光传输系统结构设计

系统介绍了神光-Ⅲ主机装置靶场光传输系统的结构设计,光传输系统的关键性能包括稳定性、精确性及洁净性,为保证苛刻的稳定性要求,提高结构动力学稳定性的同时提出一种新的稳定性分析方法;通过设计在线可更换单元、运动学支承结构和采用低应力夹持技术实现在线精密调节和快速安装定位;同时在设计、制造和安装过程中建立洁净理念。目前安装完成的束组的测试结果表明,主机装置靶场光传输系统的结构设计满足装置设计要求。     

靶场光电测量设备发展现状及展望

靶场光电测量设备利用光学成像采集飞行目标信息,经误差修正、时空配准、交汇计算等处理可以得到所需的目标参数,是航天器发射回收测控系统中的重要组成部分,也被广泛应用于军事目标的探测中。为了应对复杂测量条件和多样化被测目标带来的挑战,在确保靶场光电测量设备高精度轨迹测量、高分辨成像能力的同时,对其提出了获取信息多元化、测量波段多样化、多平台机动布站等更多任务需求。我国靶场光电测量设备长足发展,整体性能得到了大幅提升。以中国科学院长春光学精密机械与物理研究所精密仪器与装备研发中心团队近年来在靶场光电测量设备的研制工作为基础,对红外辐射特性测量、结构轻量化设计、光雷一体化测量等多项关键技术的发展历程和现状进行了详细介绍,总结了靶场光电测量设备在多信息获取、探测波段扩展、测量精度提高、设备机动性提升和多平台匹配融合等方面的研究进展,讨论了靶场光电测量设备当前仍然存在的技术难点,并展望了相关技术未来的发展方向。     

托卡马克脉冲电源实时控制系统设计

为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能,实现对等离子体的先进控制,设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求,使用反射内存卡实现实时数据传输,应用实时操作系统来保证系统的确定性应用和系统的可靠性,采用NI 7813R系列数据采集卡实现对晶闸管变流器的控制。实验结果表明,该系统满足等离子体放电对电源控制系统实时性的要求,并具备较高的可靠性和稳定性。     

自动开伞器开伞高度模拟测试系统设计

自动开伞器作为航空救生系统的关键组成器件,通过高度控制能够实现自动开伞,对其高度控制精度进行检测至关重要;提出了一种基于线性插值法的气压高度解算方法,据此设计了一套自动开伞器开伞高度模拟测试系统;系统选用PMC51绝压传感器和AD7705转换器进行信号采集和转换,采用STC89C52单片机作为主控制器进行数据处理和控制,实现了自动开伞器动作控制、高度模拟和实时显示;试验结果表明,利用该系统进行开伞高度检测的误差不差过0.1%,系统测量精确度高、稳定性好,能够满足各型自动开伞器开伞高度检测需要。     

航天器热试验查询统计系统的设计与实现

针对航天器真空热试验数据量大、数据利用率不高的特点,提出了一种基于数据库的试验数据查询统计方法方法,以改善现有的以文件系统为主的数据存储模式;通过对试验数据格式的分析和现有工作流程的优化,将试验数据查询系统分为系统管理、试验管理、策略管理和统计分析等四个大的功能模块,利用过滤算法自动生成试验工况点信息,并通过试验工况点自动生成单次试验的统计报告,进而实现对所有试验数据的综合查询统计功能;目前系统已应用于航天器热试验任务中,经过测试,系统功能和性能指标满足试验需求,解决了实际问题。     

伪彩色技术在靶场高速摄像中的应用

鉴于高速摄像系统在靶场试验中重要地位,提出了一种提高高速摄像图像质量的可行方法。基于改进的线性伪彩色技术将高速摄像中高速移动物体进行伪彩色增强处理,而对其它静止的背景物体不做处理仍以灰度显示。通过用MATLAB进行计算机编程处理,结果证明了该方法的有效性,克服了在靶场试验中高速摄像图像存在的亮度低、对比度差的缺点,获得了良好的增强效果。使靶场试验不再受时间和天气的影响,这种提高高速摄像质量的方法必定有广阔的应用前景。     

“神光Ⅲ”装置靶场结构设计

“神光Ⅲ”主机装置作为世界第三大ICF激光装置,其靶场具有光路排布复杂、物理诊断设备多和结构庞大、繁多及空间复杂等特点。如何满足靶场中数以百计的光学元件极为苛刻的微米级稳定性要求,合理设计结构空间布局保证具有百级洁净度要求光学元件的在线安装和更换,以及超大尺度铝制真空靶室、巨型钢结构光学平台一编组站等单元结构设计都是装置靶场系统结构设计的关键。我们采用靶场总体稳定性分析、三维设计及虚拟仿真技术、模块化、插件化等设计方法,完成了“神光Ⅲ”主机装置的靶场结构设计。