长征六号运载火箭动力测发控系统仿真测试平台的设计

针对长征六号运载火箭动力测发控系统射前仿真测试需求,结合短周期快速发射及方舱操作的特点,设计了一种仿真测试平台;该测试平台使用电气信号模拟动力配气台阀门、压力传感器及箭体连接器硬件接口信号,形成硬件接口层;采用软件模拟配气台工作原理,仿真箭体连接器通断,并模拟基地加注间通讯系统与动力测发控系统进行信息交互,形成软件模型层;硬件接口层与软件模型层之间通过RS422总线和PC104总线连接,实现仿真测试平台的模块化和组合化设计;该仿真测试平台为长征六号运载火箭动力测发控系统提供了闭环测试环境;实际情况表明,该仿真测试平台可覆盖动力测发控系统的全部工作状态,满足短周期快速发射的测试需求,提高了动力测发控系统仿真测试的效率。     

基于逻辑门限值的客车ABS硬件在环测试研究

针对ABS控制器开发过程中纯数值仿真过于理想化,实车试验成本高、周期长等缺点,设计并搭建了客车ABS硬件在环仿真测试系统;系统由xPC目标实时仿真环境、气制动系统及整车动力学模型组成;气制动系统按照真实客车制动系统并配合力传感器搭建;整车动力学模型由轮胎模型、七自由度车辆模型、制动器模型等组成,并利用Simulink建模;在ABS控制策略中引入逻辑门限值控制,在客车ABS硬件在环仿真测试系统上测试了客车在高附着系数、低附着系数及对接路面上的制动情况;试验表明:逻辑门限值控制能很好地将车轮滑移率控制在最佳滑移率附近,具有较好的控制精度及鲁棒性。     

一种多功能视频信号源设计

针对目前视频信号源功能单一的现状,提出了一种便携式多功能视频信号源系统设计方案。详细阐述了信号源系统的硬件及软件设计,方案基于便携式、多功能、可靠性三方面的考虑,设备采用AMD的APU芯片平台,减少了FPGA资源消耗,简化了硬件电路设计,配套软件采取模块化设计。视频信号源可提供多种制式的测试图像,同时可根据特定要求产生特殊制式或信号,实验结果表明,该多功能信号源系统稳定性好、可靠性高、使用便捷,满足设计需求。     

基于CompactRIO的四旋翼飞控实时仿真平台设计

针对四旋翼无人机实时飞行控制系统的控制算法设计与参数整定,设计了一种基于CompactRIO的飞行控制系统实时仿真平台,该平台使用两台CompactRIO作为主控制器,分别在其嵌入式实时系统(VxWorks)中运行Simulink设计的无人机动力学模型与飞行控制系统模型,并使用LabVIEW开发PC上位机监控程序,用于调整飞行状态和整定控制参数。经试验证明,该平台实用性强,可视化程度高,实时性好,能较好地对四旋翼飞控系统进行实时仿真验证。     

基于Simulink的等静压机升压系统建模与仿真

研究等静压机升压系统的组成,通过理论辨识法确定控制系统模型结构,采用阶跃响应法确定模型参数,得到系统数学模型;研究各种非线性因素对升压曲线控制精度的影响,进而确定控制算法;设计比例-积分控制器,对控制器参数进行理论仿真整定,在Simulink上组建仿真平台,对等静压机升压过程按照一次曲线、抛物线、圆、椭圆及组合曲线进行系统级仿真实验,跟随误差低于1 MPa;结果表明:所设计比例-积分控制策略可以满足等静压机在0~200 MPa下的升压曲线控制精度要求。     

基于等效传递函数的多变量大滞后系统的内模控制方法研究

针对多变量大滞后系统存在的强耦合、控制困难等问题,文章提出了一种基于等效传递函数的内模控制新方法;该方法首先给出了具有内模结构的等效传递函数的计算方法,得到系统的等效传递函数;然后采用麦克劳林降阶法对得到的高阶传递函数进行降阶,进而根据降阶后的模型设计内模控制器,有效避免了超前项的出现,降低了控制器设计的复杂性;同时,为了消除稳态误差,在内模控制器上添加了一个由系统稳态响应获取的稳态增益;仿真结果表明,该方法能能够消除系统的稳态误差,实现系统的设定值跟踪;本方法具有设计简单、控制性能好等特点。     

基于xPC的光电平台系统半实物实时仿真

为了便捷高效地设计和调试光电平台系统的稳定、跟踪控制算法,基于Matlab的xPC Target环境设计开发了半实物实时仿真系统。阐述了系统的总体设计方案,给出了系统软、硬件实现方法。通过半实物仿真,完成了平台的模型结构参数辨识,设计并测试了比例积分控制器、校正控制器和综合控制器。对半实物仿真系统进行摇摆实验以评估所设计的控制系统的视轴稳定精度。实验结果显示,校正控制器因其在低频段具有更高的增益从而使系统获得了最高的稳定精度,通过实验结果可有效地选择出扰动抑制特性最优的控制器设计。     

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。     

双冷源全新风空气处理机组稳态仿真研究

对双冷源深度除湿全新风空气处理机组在不同工况下稳定运行时的送风状态、系统能耗、制冷量和效率等参数进行分析研究，进一步改善各组件运行效果，提高系统性能。采用制冷系统稳态仿真研究方法，利用simulink平台建立双冷源深度除湿全新风空气处理机组的集中参数稳态仿真模型，从送风温湿度、制冷量、系统能耗和性能系数(COP)五个方面将模拟与实验结果比较，验证模型的准确性。使用控制变量法分别研究新风和送风温/湿度对机组性能的影响机制。结果表明：模拟与实验的相对误差在±15%内。机组在设计工况下COP最高，为3.60。因此，在实际应用中应使机组运行条件接近设计工况。     

DDR2 SDRAM控制器接口的FPGA设计及实现

DDR2 SDRAM是第二代双倍数据传输速率同步动态随机存储器,以其大容量、高速率和良好的兼容性得到了广泛应用。DDR2芯片的控制较为复杂,为了解决DDR2芯片的驱动及功能验证问题,在介绍了其特点和工作机制的基础上,提出了一种简化的工作流程图,进而给出该控制器的总体设计、FPGA器件的引脚分配及验证方法。其中验证方法采用Verilog HDL硬件描述语言构建了DDR2控制器IP软核的测试平台,通过ModelSim软件对DDR2仿真模型测试无误后,再使用QuartusII软件的嵌入式逻辑分析仪工具SignalTap II抓取FPGA开发板实时信号。开发板上的验证结果表明：DDR2芯片初始化成功;其引脚上有稳定的读写数据;在双沿时钟频率200MHz下,写入数据和读出数据一致。故DDR2控制器设计达到要求,且控制器接口简单、工作稳定、移植性强。     

基于指数加权卡尔曼滤波的组合定姿算法

嵌入式软件系统的测试通常需要对其被控对象或者环境进行仿真,以进行硬件在环的闭环验证,在软件测试中很有必要将被控对象的实时仿真模型与被测系统连接起来进行闭环测试。在总结分析嵌入式测试领域的新需求的基础上,提出了一种基于分布式仿真测试环境的嵌入式软件自动化测试系统。该系统具有较强的测试管理能力,以实时仿真机为核心,以及接口的模块化定制,实现了对系统动态特性的半实物仿真软硬件环境,很好的解决了嵌入式系统内存资源较少,与硬件紧密相关等问题。     

一种便携式光电跟踪系统在线检测装置的设计与实现

某型光电跟踪系统在线检测是通过计算机模拟台实现的,而模拟台体积大、携带不便、安装复杂,为解决其在外场使用不便的问题,设计了一种便携式光电跟踪系统在线检测装置。该装置采用基于WinCE操作系统的ARM嵌入式平台,将工作状态检测分为一个系统级模块和多个部件级模块,可根据实际需要按模块进行检测,以此降低CPU的负荷及检测装置的功耗。通过实际验证,该装置能够对光电跟踪系统的详细状态实现实时在线检测,并准确地定位故障部位,达到快速修复故障的目的。     

北斗用户机复杂电磁环境适应性试验评估方法

为精确评价北斗用户机复杂电磁环境适应能力, 在分析北斗用户机工作机理及易攻击性的基础上, 构建了北斗用户机面临的战场复杂电磁环境, 进行了电磁干扰对北斗用户机信号捕获、跟踪环节影响的仿真和评估方法研究, 得到了某型北斗用户机定位成功率和通信成功率与电磁环境复杂度的关系, 对北斗用户机的推广应用具有重要的借鉴意义。     

相控阵雷达导引头便携测试方法及误差角波动机理分析

相控阵雷达导引头组成复杂、测试指标多、数据量大,通常需要在符合远场条件的微波暗室内测试。本文介绍了一种相控阵雷达导引头便携测试方法及测试系统的组成,分析了便携测试机理、便携屏蔽装置设计原理,解释了该便携测试系统中相控阵雷达导引头角跟踪参数测试时偶尔引起的误差角波动现象。该测试方法简便、快捷、实用、成本低,较好的解决了外场或环境试验中产品测试的需求。本文所述相控阵雷达导引头便携测试方法和相关分析结论有较高的实用价值。     

空间外差拉曼光谱仪成像镜头光机热集成分析

便携式空间外差拉曼光谱仪集成了光学功能镜头、干涉仪组件,以及探测器和激光器等热辐射器件,因此仪器在使用过程中存在着较为复杂的热环境,环境温度变化导致光学系统性能下降。采用光机热集成分析方法,重点研究了环境温度及热辐射器件对关键器件成像镜头的性能影响。在便携式空间外差拉曼光谱仪光学和结构方案设计的基础上,建立热-结构耦合模型;仿真得到成像功能镜头内镜片的间距和面形的变化,并利用Zernike多项式拟合其变化;将拟合结果代入光学设计软件中进行成像质量评估和分析。结果表明,在使用环境温度(-10℃~40℃)范围内,调制传递函数在光谱仪截止频率76.9 lp/mm处对比度均优于0.38,满足便携式空间外差拉曼光谱仪的使用要求。     

基于嵌入式的伺服综合测控平台的设计

基于嵌入式技术,设计了一套集控制、测试和分析于一体的伺服综合测控平台。该平台采用集散式结构,在硬件上提供了多种通信与测控接口,软件上以Linux嵌入式操作系统和Windows系统为基础,提供了友好的人机交互界面。可以根据现场状况工作在便携的单机模式或者功能完备的联机模式。平台同时为网络型伺服系统预留了网络接口,有很好的通用性和可扩展性等优点。经测试,该平台操作便捷,运行稳定,可用于多种类伺服系统的测控分析。     

Simulation on the response of new phosphate glass RPC for <Emphasis Type="Italic">γ</Emphasis>-rays and e<Superscript>+</Superscript>/e<Superscript>−</Superscript> particles using GEANT3

The influence of phosphate glass electrode in the configuration of resistive plate chamber has been studied using GEANT3.21 Monte Carlo code. Bakelite electrodes were replaced by phosphate glass electrodes, as these glass materials have low bulk resistivity, are portable and easy to handle. These types of RPCs in their compact form of all materials are suitable for high rate background environment. We find that these new types of RPCs give little higher response to γ-rays and e⁺/e⁻ particles, both for single-and double gap RPCs. The results of simulation are discussed.      

四旋翼无人机可视化轨迹跟踪仿真系统

为了便于对四旋翼无人机控制算法进行实验仿真和验证,联合Solidworks和Matlab/SimMechanics工具箱设计了一种四旋翼无人机可视化轨迹跟踪仿真系统;利用Solidworks搭建了四旋翼无人机三维实体模型,并通过Solidworks和Matlab转换接口将该实体模型导入到Matlab/SimMechanics中;Matlab/SimMechanics提供了了三维可视化窗口,可以显示无人机的实时仿真状态;仿真平台在Matlab/SimMechanics环境中实现,与Matlab/Simulink通信方便,可方便的将Simulink设计好的控制算法添加到仿真系统中,以进行验证和参数整定,还具有姿态分析和数据分析等功能;轨迹跟踪仿真结果表明,四旋翼无人机可视化轨迹跟踪仿真系统直观可视,准确可靠,能较好地对控制算法进行研究和测试,对四旋翼无人机以及控制算法的研究和开发具有重要价值。     

基于OSG的空间机械臂三维仿真平台的设计与实现

为了实现空间机械臂路径规划算法的可视化仿真,采用OSG(OpenSceneGraph)技术,开发了一个实用方便的空间机械臂三维仿真平台。该仿真平台在VS2005开发平台上,基于QT框架类和OSG的图形库进行开发,将仿真平台系统框架分为了OSG仿真界面,任务管理,数据管理和路径规划四个模块并设计了人机交互界面。最后,通过典型的仿真实验对仿真平台进行了测试,有效的验证了空间机械臂单臂路径规划算法和双臂协调路径规划算法的正确性以及空间机械臂三维仿真平台的可行性。