基于EtherCAT的并联六自由度平台设计

摘要：在设计六自由度运动平台时,运动精度是重要的评价指标,为了能够降低位姿跟踪误差并提高各轴的协同控制,在对平台进行位姿正反解的基础上,设计了一套基于EtherCAT总线的六自由度运动平台,通过EtherCAT网络进行数据帧的快速传输。系统硬件由工控机、EtherCAT网络、伺服电机、Stewart型平台构成,系统软件则采用VC++进行上位机界面的开发,由TwinCAT进行下位机控制程序的开发,通过电子凸轮实现平台各轴的同步控制,其中上下位机通过ADS进行通讯。由实验结果可知,六自由度平台平移跟踪误差小于0.04mm,转动跟踪误差小于0.01°,静态定位精度优于0.1%,达到预定的控制要求。基于EtherCAT的六自由度平台具有良好的同步性能和位姿精度,也表明EtherCAT在多轴同步伺服控制上具有较好的响应速度和控制精度。     

基于公钥基础设施的Hadoop安全机制设计

为了满足运载火箭遥测系统集成验证的测试需求,同时提升测试设备的通用性,降低测试设备的研制成本,本文采用面向信号的设计思想,设计了一种简洁高效的遥测系统自动化测试平台。该测试平台基于PXI总线开发,通过采取多路复用开关与输入输出模块相结合的设计思路,可实现多参数的巡检测试及同时测试,使测试平台具有较好的通用性和灵活性,在硬件设备不做更改的前提下可适用于多型运载火箭的测试需求,同时研制成本大幅降低;通过接收解析箭上遥测数据,测试过程无需人工干预,实现了自动化测试与自动化判读。通过试验验证,该测试平台工作稳定,能较好的满足多型运载火箭遥测系统集成验证测试需求,同时该平台的设计方法为同类测试系统的设计提供了一种思路。     

基于GSPN的飞机测试性指标确定方法研究

针对现有的图像分割中自适应分割方法的研究难点,以及传统的模糊阈值分割法中存在窗宽不能自动获取的问题,在确定隶属函数的前提下,以图像的直方图为依据,利用分段计算和反变换的方法,提出了一种自适应模糊阈值的图像分割方法,并将该方法应用于机场目标的分割。该方法实现其窗口宽度的自适应选取,并且有效改善了模糊阈值法对直方图呈不明显双峰的图像分割困难的缺点,拓展了模糊阈值图像分割方法的适用范围,改善了模糊阈值分割方法的分割效果。实验结果表明,该方法对直方图呈单峰和多峰分布的的图像有较好的分割效果和效率。     

增量PID算法在某风洞压力控制中的应用改进

本文介绍了风洞高度模拟控制系统的构成和控制原理,根据控制特点选取了增量PID控制算法控制补气调节阀开度,针对直接采用增量PID控制算法对风洞总压控制效果不太理想的问题,分析了影响控制效果的原因,提出了采用超前调节的解决措施,并进行了系统调试。调试结果表明：总压控制精度和稳定过渡时间都有明显改善,为风洞总压控制的改进提供了方法。也为类似大惯性、大滞后特性系统的精确、稳定控制提供了参考。     

空间相机CCD像面拼接重叠像元数分析与计算

针对一类具有分段仿射形式的混杂系统模型的控制方法问题,提出了一种高效显式模型预测控制算法。该算法通过将最优控制问题转化为多参数规划问题,离线求得具有分段仿射形式的显式控制器;在线过程,应用一种新的搜索算法,它能够快速准确的对系统状态点进行定位,确定其所属的控制器分区,再根据该分区所对应的子控制率,进行简单的线性运算,即可得到系统的输入。该控制方法避免了反复的在线优化计算,大大减少了计算量,并且,在线计算的速度更快,控制的实时性更好。将该算法应用到具有典型混杂特性的两容水箱系统中,仿真结果表明：水箱的液位从初始液位能够快速平稳的达到期望的液位,且与其它的控制算法相比较,该算法更加高效。     

基于执行器误差补偿的不确定非线性MIMO系统控制

针对高超音速飞行器执行器饱和的问题,在考虑全维运动及系统不确定项的情况下,提出了一种基于执行器误差补偿的非线性反步自适应控制方法,该方法通过引入执行器误差动态补偿机制,使得当控制输入超出其自身幅值限制时,能够立刻恢复到其幅值限制范围内,且引入小波神经网络自适应律和鲁棒项确保闭环系统是最终一致有界稳定,通过仿真验证了所设计方法的有效性。     

一种高可靠宇航控制器设计及可靠性评估

将8051、存储器等IP核集成在FPGA内部, 可实现宇航控制器高可靠、小型化的应用需求。但FPGA在空间环境中容易发生单粒子翻转事件（SEU）,影响系统正常功能,常采用在FPGA内部进行三模冗余（TMR）设计。针对三模冗余系统无法纠正配置区中发生的SEU故障,提出了一种采用三模冗余架构并对FPGA配置区域进行刷新重载的解决方案,同时采用马尔可夫模型对该设计方案进行了可靠性评估和仿真。结果表明,采用该设计架构的宇航控制器具有较高的可靠性与安全性,可实现飞行器的长期稳定运行。     

基于多信号模型的现场可更换模块测试性建模与分析

基于多信号模型的测试性建模与分析为测试性设计提供了一条崭新的思路,但测试性建模过程所需的测试性信息却难以准确、完备地获取,进而使测试性建模过程变得非常困难,指出正确获取测试性信息的关键是要消除产品设计人员和建模人员之间存在的知识隔层;分析了多信号模型的8个要素,结合工程实践给出了测试性信息的获取方法和测试性建模的工程化操作流程,工程化操作流程包括:确定结构层次、故障模式影响分析、信号流分析、测试分析共4个步骤;以某现场可更换模块为例,完成了测试性建模与分析;结果表明,给出的测试性信息获取方法和工程化操作流程在实际工作中是可行的、有效的;测试性建模、分析的结果能够在设计阶段较准确的评估测试性设计是否满足既定的指标,并为测试性设计的进一步改进指明方向。     

基于CAN总线的振动试验智能监控系统软件设计

振动试验是为了保障航天及民用产品可靠性的重要试验手段,传统的振动试验对功放的操作繁琐,效率低下,已经越来越无法适应新型振动试验的发展。提出一种基于CAN总线控制器构建的振动试验功率放大器远程监控系统,使用Visual C++进行编程,实现了在计算上对功率放大器的远程操作,解放了操作人员,同时由于计算机的开放性,系统可以扩展出运行参数实时显示,配置本地存储、保护互锁、开机自检等功能,最后通过实验验证表明系统软件运行可靠,达到了预期的设计目的。     

基于C++Builder的换热器性能试验平台测控软件的开发

换热器性能测试是换热器设计过程中的重要环节,对其结构优化及性能评估具有重要作用。针对传统的换热器性能测试系统存在试验周期长、组合方案少,自动化水平不高、可重用应用性较差等不足,文章基于工业控制计算机和C++ Builder软件平台开发了换热器性能试验测控与仿真系统。该系统实现了试验工况参数的控制与过程仿真、试验数据的采集记录与分析处理等各项操作的自动化。文章在简要介绍换热器性能测试系统硬件设计的基础上,具体结合系统硬件介绍了利用C++ Builder制作的换热器仿真实验测控系统的方法及过程,最后给出换热器性能测试仿真实验用户界面及仿真实验运行结果。试验结果表明,测控系统具有交互界面良好、使用方便,可靠性高等特点,能够较好地满足换热器性能测试的要求。