基于事件触发采样控制的异构混沌系统主从同步

本文针对异构不同维的混沌系统主从同步问题进行了研究.基于事件触发的采样控制器被设计用来实现主从混沌系统的同步.首先针对系统中所包含的传输时滞,构造系统时滞模型.基于所设计的时滞模型,采用输入延迟的方法将同步控制器求解问题转化为所对应时滞系统的稳定性问题.然后通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函并结合Wirtinger不等式和自由权矩阵,给出了异构混沌系统同步的条件和采样控制器的求解方法.所设计的采样控制器只有在触发规则满足的条件下,才更新控制参数,降低了网络的使用率.最后通过数值仿真验证了所提出方法的有效性.     

强流质子加速器PXIe控制器的子控制系统

针对一台用于加速器驱动次临界系统(ADS)的强流质子加速器,即ADS注入器Ⅱ,开展其定时系统和快保护系统的研究工作,设计了一款可在这两个系统中应用的PXIe控制器。该控制器基于现场可编程门阵列设计,可实现光纤通信、PXIe总线通信、延时触发信号输出等功能。其中,光纤通信功能用于实现各PXIe控制器之间的数据传输;PXIe总线通信功能主要是为了实现控制器与工控机之间的数据交互;延时触发信号输出功能可以给出精确的低电压晶体管-晶体管逻辑电平标准的时序触发信号,从而保证加速器的各子系统和设备能够按照一定的时序协调一致地工作。     

基于DSP的时间触发总线设计与实现

网络通信系统是现代航空电子系统以及其他分布式实时容错系统的中枢,基于时间触发架构的网络通信系统是一个重要的发展方向。首先对于TTP/C协议的基本架构以及上电群启动过程,全局时钟同步,容错策略等关键技术进行介绍,然后提出一种基于TTP的时间触发总线协议,并基于DSP实现协议控制器进行时间触发通讯。结果表明时间触发总线具有良好的时间确定性,容错特性以及较高的总线利用率,适用于航空,铁路,汽车等安全关键系统的底层网络通信。     

基于FPGA和蓝牙的远程图像采集同步系统

针对核物理实验中高精度时间同步触发图像采集系统的要求,设计了一套基于FPGA和蓝牙的远程图像采集同步系统。该系统以FPGA作为主控制器,负责USB 接口通信、命令解析、蓝牙通信和同步控制等,触发信号延时精度可达10 ns;使用RS485 或TTL 标准以适应长距离触发和短距离触发,通过GigE 千兆网口实现远程图像数据采集。采用LabVIEW 开发了上位机图形化软件界面,基于蓝牙BLE4.0 协议,实现了基于手机APP的无线终端控制,完成了对相机延时时间、同步触发脉冲宽度、图像采集等命令的同步控制。A image acquisition and synchronization control system based on FPGA (Field Programmable Gate Array) and bluetooth is studied in this paper. FPGA as the main controller is responsible for USB (Universal Serial BUS) interface, command analyze, delay control, and trigger signal generation. Trigger signal can be RS485 or TTL. RS485 signals can be used for long-distance transmission without distortion while TTL is suitable for near field. The system's delay accuracy is reached to 10ns. It can be obtain images from GigE Ethernet port. Meanwhile,a PC graphical control software is developed by LabView. And based on the Bluetooth BLE4.0 protocol, a Android mobile phone APP is developed for wireless control.     

X射线通信系统的误码率分析

基于栅极控制脉冲发射X射线源与单光子探测技术的X射线通信语音方案已经在实验室实现, 为探索未来X射线深空通信应用打下了坚实的基础. 实验室X射线语音通信演示系统实现后, 迫切需要测试X射线通信系统的误码率性能. 在泊松噪声模型下对X射线通信演示系统的理论分析的基础上, 使用基于现场可编程门阵列的误码率测量方法对开关键控调制方式下X 射线通信误码率进行测量. 通过实验测量发现, 要实现语音通信, 系统误码率应该达到10^-4 量级; 分析、测量了现有系统在开关键控调制方式下不同速率对应的误码率, 论证了泊松噪声模型理论分析现有X射线通信系统的合理性; 分析提出了限制现有实验室条件下X 射线通信误码率性能的主要因素.     

基于指纹识别与LIN总线的汽车车门系统设计

为了改善传统汽车防盗系统安全性低的问题,提出了一种新型的汽车门门锁控制方法,基于LIN总线网络对车身控制和改进的指纹识别技术来实现。使用L9638作为LIN总线收发器,以ST792F150JDV1QC作为主控节点微控制器,实现LIN网络的通信功能和对网关的控制。针对提高车门指纹识别率问题,提出了Gabor滤波器指纹识别方法,使用八通道的Gabor滤波器对预处理的指纹图像进行滤波,提取指纹图像的指纹特征,使用欧氏距离方法对提取的指纹特征进行匹配。匹配结果经过LIN从节点控制器串行口接收,传递至总线,主节点控制器做出反应,实现门锁的开关。最终对系统实物进行搭建,进行实验测量系统的可行性。     

导弹数字舵机多通道信号转换及传输系统设计

针对全数字电动舵机无法直接使用传统的模拟信号及数据传输过程中丢帧、串帧、等待时间过长等问题,设计了一种基于DSP的多通道信号转换及传输系统,该系统采用片外AD及DA转换器实现信号转换,并针对传统通信算法存在的弊端,提出新的方法,实时配置FIFO中断等级,实现存在扰动情况下的无丢帧、无串帧通信,且执行时间37 μs,提高了系统的稳定性、实时性。     

核实验数据获取系统中的触发信号预处理

简要介绍了在核物理实验数据获取系统中,用FPGA芯片和VHDL语言实现对事件触发信号的预处理。阐述了在核物理实验数据获取系统中对事件触发信号的一般要求; 结合60Co伽马谱测量实验,介绍了基于一套自主研发的数据获取系统中触发信号的预处理,并给出了用VHDL语言实现该触发信号预处理的思想、仿真时序图和实验结果。该方法通过实验验证,证明切实可行,灵活性强。     

水下航行器网络控制系统仿真

传统控制系统的设计方法中忽略了通信网络中的时延和数据包丢失等问题,仅通过传统方法设计的控制器来降低其对控制系统产生的不利影响,严重影响了系统的稳定性。对于水下航行器等对系统性能要求较高的水下控制平台,突破传统使其在网络环境下能够稳定运行显得尤为重要。在此背景下,提出了网络控制系统的设计方案,以水下航行器为控制平台,进行系统建模,设计反馈控制器,使用MATLAB仿真工具TrueTime,研究分析了网络体系结构下时延和丢包对传统控制系统动静态性能的影响。仿真结果表明该设计方法优化了系统性能,为系统在发生网络诱导时延和数据包丢失时能够稳定运行,提供了可靠的参考依据。该设计结果具有普适性,也可以用于导弹、坦克等航行器。     

重离子治疗肿瘤点扫描控制系统

为了实现重离子治疗肿瘤点扫描,对扫描磁铁进行相应的控制。治疗计划进行剂量与肿瘤适形数据的生成,并传输至点扫描控制器与剂量控制器。同时也向点扫描控制器中存入事例数据,以纳入整个加速器控制时序,等待同步时间事例系统的事例触发。点扫描控制器根据剂量控制器的脉冲控制换点治疗操作以及进行换点治疗的扫描磁铁插值算法平滑处理。剂量控制器对气体电离室前端电子学已经刻度的剂量脉冲进行计数。当达到治疗剂量时,控制法拉第筒来阻挡束流,实现点扫描安全治疗。实验证明在现有的电源与磁铁等设备条件以及束流品质下,点扫描控制系统能实现2mm点间距扫描。