箭载计算机信号产生与数据采集系统设计研究

信号产生与数据采集是箭载计算机动态测试与评估的关键。根据箭载机对输入输出信号的要求,在建立动态测试与评估系统的基础上,对信号产生与数据采集系统进行了具体设计。硬件方面,分别对脉冲量板卡,DI/DO卡,串行通讯卡,A/D、D/A卡的选型进行了分析,并对信号调理电路进行了设计,在此基础上,搭建了整个硬件实物系统;软件方面,在RTX实时环境下对加速度信号的产生过程进行了分析,验证了系统信号产生功能的可靠性,并通过双通道示波器观察两种方式下产生的任意方波信号,验证了系统数据采集功能的可靠性。研究结果可为箭载计算机的动态测试与评估方法研究提供技术支持。     

基于LabVIEW的振动加速度信号积分方法研究

在工程应用中,振动加速度信号因受噪音、趋势项误差等因素的干扰,其积分后的数据精度会受到严重影响,制约该类传感器的使用。为了克服该问题,本文分别介绍了修正后的时域积分法和频域积分法。且基于LabVIEW虚拟仪器平台,分别编写了两种算法的仿真程序,定量对比了两种算法积分精度。最终以旋转机械振动故障诊断实验台为对象,实时采集振动加速度信号并进行积分运算。结果表明,修正后的频域积分法结果与实际振动速度、位移信号更为接近。     

一种新型压电加速度传感器研究

针对大长径比弹丸高速侵彻中刚体过载信号与高频振动信号混叠带来目标难以识别的问题,研究一种具有开关特性的压电加速度传感器;建立了该传感器的力学模型并对其特性进行了研究. 利用相对比较法对新型加速度传感器及普通加速度传感器进行了冲击试验. 实验测试结果表明,所设计的压电加速度传感器可衰减高频振动信号,有利于侵彻过程中目标信息的获取与识别.      

基于RTX的仿真平台下实时仿真数据库设计

针对Windows平台下的传统非实时数据库实时性无法满足实时仿真需求问题,首先分析了RTX的特点,介绍了基于RTX的仿真平台。在此基础上,提出了一种在RTX和Windows的仿真平台下,利用RTX的实时特性以及内存管理特性,设计实时仿真数据库的方法。方法主要利用RTX的中断处理以及进程调度机制来提高Windows的实时特性,利用RTX的内存锁定技术来构建实时仿真数据库,采用传统的非实时关系数据库保存历史仿真数据,并由实时仿真数据库和历史数据库构成完整的仿真数据库。     

基于轮胎加速度信号的胎路作用力估算模型

研究重载卡车对道路的破坏机制能够指导道路的设计与养护,有效延长道路的使用寿命．其中,针对复杂重载荷作用下道路病害研究对轮胎路面作用力测量的需求,本文提出了一种复合工况下胎路三向力的建模估算方法．以11.00R20型全钢载重子午线轮胎为研究对象,经过对结构的合理简化,利用ABAQUS有限元仿真软件以参数化建模方法建立了轮胎有限元模型,并验证了模型的有效性;以不同的垂向载荷、侧偏角、纵滑率、轮速和胎压设置了多种复合工况,并对轮胎模型进行了稳态滚动分析,获得了轮胎同一断面内衬层上多个观测点的加速度响应信号;对采集的加速度信号进行了滤波处理,并对比了不同信号的响应程度,选取其中特征较为明显的信号作为观测加速度信号;提取了观测加速度信号的特征,并结合胎压和轮速作为输入,建立了基于卷积神经网络(CNN)的复合工况下胎路三向力的回归解析模型;以模型对15个测试工况的估算结果,近似地描述了该模型的泛化能力,该模型下胎路三向力估算的平均绝对百分比误差均在7%以内,均方根误差不超过1 kN．结果表明,轮胎内衬层上的加速度信号与胎路作用力具有较高的相关性,基于加速度信号与卷积神经网络建立的模型能够有效地实现...     

分布式仿真系统中基于TAO中间件的网络通信

面向航空飞行器的半实物分布式仿真系统中,传统的基于Socket的编程方法难以满足网络通信的多样性、实时性及高可靠性等要求。通过分析仿真系统的通信特点,基于TAO(The ACE Orb)实时中间件,利用其提供的抽象机制、命名服务和调度服务等,提出了针对控制通信与仿真通信的网络通信模型。实验结果表明,这一模型额外开销较小,可以满足目标系统的技术要求。基于TAO中间件实现仿真平台网络通信,有效降低了网络通信的设计复杂度,保证了实时、高效、可靠的网络通信。     

雷达功能半实物仿真测试方法研究

设计了一种基于半实物仿真的雷达测试平台.该平台利用矢量信号发生器模拟回波和干扰,能够在实验室条件下测定雷达信号处理机的各项指标,并给出各种指标的测试方法.同时给出了该测试平台对某单脉冲跟踪雷达的测试结果.结果证明,该测试方法得到的指标与雷达实际工作中的指标相符.     

基于系统代数的仿真模型自动生成研究

计算机仿真在现代科学研究和工程应用中起着重要的作用,而复杂系统模型的建立往往需要占用大量时间和资源。提出以系统代数为工具,建立仿真系统元模型,根据已知约束,对不同运行逻辑的系统仿真模型自动生成并运行。对系统代数提出Merge算子,使其更适合建立较复杂系统的仿真模型。并使用该方法分别对产品设计和简单物流系统进行了仿真。此方法能够快速产生多个仿真模型,节省了对同一系统的不同运行逻辑进行重复建模的时间,提高应用仿真方法对系统进行分析的效率。     

电容近炸引信计算机打靶半实物仿真技术研究

根据实测数据采用非线性最小二乘系统辨识的数学和物理相结合的建模方法建立了一种电容近炸引信目标近场特性的数学模型及计算机打靶过程的半实物仿真系统在弹丸与目标的不同交会条件下对电容近炸引信的打靶遇靶过程进行仿真,给出炸高结果及引信工作情况的分析,还可用来研究干扰信号及各种噪声、背景信号对引信的作用。该系统还可以脱离计算机独立运行和用於其它体制的近炸引信的半实物仿真。     

基于VMIC实时网络高速图像传输研究

红外成像导引头是精确制导武器中最关键的组成部分。在现代红外成像导引头半实物仿真项目中,高速实时图像对传输速率要求较高。目前广泛使用的VMIC实时网络在冗余传输模式下的传输速率不能满足要求。首先提出了双卡结构的实时网这种解决办法;同时针对空空导弹目标场景的稀疏性,提出了采用压缩、解压率较高的QuickLZ算法进行压缩后传输的办法。目前,提出的两种解决方案已经成功实测于某制导武器的红外成像导引头半实物仿真试验中。     

基于RTX脉冲插入式热误差补偿信号研究

热误差的实时补偿最终需要将位移量转化为脉冲信号输入到数控机床的数控系统中才能有效进行.利用RTX的高实时可靠性的特点,在RTX环境下通过通用并口接收数控机床的反馈装置的反馈脉冲,并进行插入操作将热误差补偿脉冲信号叠加到原始的反馈脉冲信号中,运用通用并口端口并行传输脉冲信号的特点,通过通用并口将叠加后的脉冲信号作为反馈脉冲信号输入到数控机床数控系统中进行计算操作,从而达到低成本的数控机床热误差实时补偿的目的.     

基于卷积模型的核信号仿真

NaI(Tl)探测器因具有探测效率高和成本低等优点,常被用于核辐射能谱测量和核辐射监管等领域．由于实验条件等的限制,研究人员往往较难获取理想的实验核信号,虽然可以借助探测器的仿真信号来实现研究目的,但是常规的探测器单指数或双指数模型和实际采集到的核信号模型存在一定的差异,需要一种更为精准的数学模型对探测器输出信号进行描述．我们通过对探测器信号形成过程分析,将探测器视为线性时不变系统,探测器各个部分响应的总卷积即为输出的核信号模型．本文建立的探测器输出信号卷积模型,结合实测伽玛源的幅度分布规律和相邻脉冲时间间隔分布规律,可以提供更精确的NaI(Tl)探测器输出信号,以便用于伽玛能谱测量算法研究;通过调节脉冲间隔时间大小,可以仿真不同计数下探测器输出信号的堆积情形,以便用于堆积信号还原算法研究．经过与伽玛辐射源的对比测试,该仿真信号与真实探测器输出信号一致,既避免了研究人员接触放射源,提高辐射防护安全性,又为开展数字化核信号处理算法研究及能谱算法研究提供了极大的便利性．     

基于RTX的虚拟无线电高速数据接口实时性研究

基于Windows的虚拟无线电具备界面友好、用户基础广、易于维护升级等优势,受到业界广泛关注,但其实时性缺陷是制约其应用前景的主要因素。采用RTX提高Windows操作系统实时性是扩展该类系统应用的有效途径。针对RTX虚拟无线电系统,给出了其中的高速数据接口设计方案,提出了基于XILINX ML605开发板完成FPGA程序,基于RTX系统设计驱动程序的方法,进行了数据接口实时性能测试。经过100万次测量,结果显示中断响应时延一直稳定在40μs以下,99.99%的中断响应时延小于20μs,基于RTX的数据接口中断响应时延比较稳定,达到10μs级的实时性能。     

基于AVL Cruise的阿波斯拖拉机动力学仿真研究

为了寻找农用机械整车动力学特征分析的高效、可靠手段,消除整机性能试验研究的诸多弊端,本文采用了当前在道路车辆动力学分析中常用的仿真技术手段,即通过使用AVL公司旗下的一款整车性能分析软件Cruise搭建阿波斯拖拉机的整车模型,对拖拉机的动力性能和经济性能进行了仿真计算,并进行了试验验证。 在道路行驶条件下,对拖拉机的动力性能(最高车速、最大加速度、滑行距离)进行了计算分析;在农田工作条件下,对拖拉机特定工况下的燃油经济性进行了仿真计算。将各种条件下的仿真计算结果与实车试验进行了对比验证。得出以下结论：道路行驶条件下,采用H5档,试验测试得到的最高车速为40km/h,对应的仿真计算结果为40.54km/h,相对误差为1.35%;采用H5档位,0-40km/h加速时间的仿真结果为5.7s,对应的实测时间为5.5s,相对误差为3.6%;H5档的最大加速度的计算值为2.26m/s₂ ,道路试验所测得的H5档最大加速度为2.22 m/s₂;道路滑行以20km/h的初速度滑行距离,仿真计算的结果为54m,对应的实测距离为53m;农田工作条件下,耕地深度22.5cm时,0-6km/h加速试验的实际测量距离和时间为8.2m和6.7s,对应的仿真计算结果为8m和6.5s;以L2档位,8km/h工作时测得的实际油耗为17.2L/h,对应的仿真计算油耗为17L/h。通过试验的验证,搭建的阿波斯拖拉机的仿真计算模型是合理的,计算精度符合要求,能够作为拖拉机整机开发的重要辅助手段。     

基于GIS的两种土壤水分模拟方法的对比研究

借助数字地形分析和GIS方法,将野外采样和空间分析相结合,研究了利用区域土壤水分空间统计模型和地形湿度指数模型模拟土壤水分的方法。并在此基础上,以陕北黄土高原为实验样区,利用实测的土壤水分数据分别构建两种模型对土壤水分进行模拟,分析了不同模型模拟土壤水分的精度,对两种方法模拟土壤水分的效果进行了评价。     

基于IFS算法的植物动态仿真的研究

讨论了基于迭代函数系统(IFS)的植物模拟算法。首先讨论了基于迭代函数系统来搜索和解决植物的计算机模拟生成问题的途径,再从植物体的不同形状出发生成一个图画序列,从而实现对植物体的动态模拟效果。     

基于多传感技术相融合的手势交互系统研究

针对传统基于计算机视觉技术进行手势识别过程中存在极易受环境光照及遮挡等影响导致识别准确率和效率不高的问题,本文提出了基于MEMS传感器信号和视觉信号相融合的手势交互方法。该方法通过分别获取和处理视觉信号和MEMS传感器信号,独立计算出手势特征,最终根据不同的应用场景动态调整各种手势特征在融合模型中的权值,使其相互补充,相互修正,最终实现了根据手势特征实现人机交互的系统。实验表明,该方法的准确性和效率都很高,能够达到人机交互实时性及准确性的要求。     

基于Matlab的航海雷达噪声与杂波仿真研究

本文分析了航海雷迭的噪声与杂波的常见统计特性,建立了基于Madab的航海雷迭的常用噪声与杂波仿真模型,并输出了仿真信号。     

基于Shannon熵的1/f类分形信号去噪方法

通过分析l／f类分形信号及白噪声小波系数的Shannon墒在不同分解级数上的特点，提出了根据信号墒所占比例，从加性白噪声背景下估计分形信号的方法。计算机仿真结果表明，该方法简单可靠、有效可行，且事先不需要知道分形信号参数及加性白噪声的统计特性，只需估计出带噪分形信号的信噪比，具有较好的适应性。