一种用于基站的柴油发电机组控制器的研究

针对山区、偏远乡村等地的通信基站用柴油发电机设计一款专用控制器;基站使用柴油发电机供蓄电池充电作为电源,控制器实现蓄电池电量监控,显示以及控制柴油发电机自动停开机和对蓄电池充电的功能;控制器以具有Cortex-M4内核的STM32F407芯片为核心,通过μC/OS-II实时操作系统和PID算法对发电机和蓄电池充电进行实时控制;实验表明,控制器能够实现发动机的自动控制,在为蓄电池充电过程中恒压波动小于±0.1 V,恒流波动小于±0.2 A,实现蓄电池快速稳定充电,满足基站的供电需求。     

风力发电机偏航控制系统设计仿真技术研究

偏航控制系统是风力发电机的核心机构之一,其硬件设计、软件开发与控制算法的合理选用将直接影响偏航控制系统研发成本、周期,以及风力发电机的风能利用率和安全可靠性等。仿真技术作为一种有效的性能预测、试验验证和分析的综合性技术,其具有高效、安全、受环境条件的约束较少等优点,在复杂系统的研发过程中已成为不可或缺的重要手段。因此,偏航控制系统研发前期,为确保系统软硬件开发、控制算法设计的合理性,缩短研发周期、提高研制效率、降低资源成本,将仿真作为主要验证手段。利用Proteus对偏航控制系统的硬件电路和系统软件进行仿真验证,利用MATLAB对控制算法设计的合理性进行考核,为实际偏航控制系统研发提供依据和指导。     

数字电视机顶盒的以太网接入设计与实现

为了满足家庭用户对于交互式多媒体数字电视业务的需求,设计与实现了在数字电视机顶盒上接入以太网的功能;硬件设计部分以嵌入式高速以太网接口芯片DM9000A为核心,在数字电视机顶盒硬件平台上从外围电路连接、地址空间等方面进行了设计研究;软件设计部分包括软件流程、DM9000A驱动程序的实现、LwIP协议接口设计以及应用层软件的设计。提出了系统测试方案,通过对整个数字电视机顶盒以太网接入系统功能测试结果表明,UDP传输速度可以达到20Mbps左右,接口时序的正确性达到90%以上,系统的性能稳定性强,达到了设计要求,整个系统的运行效果理想,应用前景广泛。      

复杂模拟电路知识表示的关键技术研究

在装备中应用复杂模拟和数模混合电路,可大幅度提升装备性能,但同时对电路故障诊断提出了更高的要求;研究故障特征优选、测试节点优化等关键技术,实现了最优测试点集构造和基于故障特征提取的知识表示自动生成功能,可有效解决当前模拟和数模电路故障诊断存在的问题,提高故障诊断效率;采用典型装备电路的试验验证,实现了多类型知识表示的生成,并且所构造最优测试点集数量为全部测试点的32%,试验表明,所述技术具有很好的实用与推广价值。     

一种网络温湿度控制器设计与实现

针对现代新型建筑工程对节能和自动化控制的要求,设计了一个基于开源的TCP/IP协议栈uIP的网络温湿度控制器,该产品既可以作为独立的控制器,也可以作为RS485网络的路由器;该控制器的应用可以将建筑现场的执行器和传感器接入局域网,便于通过互联网方式集中控制与管理,使得温湿度环境数据采集和传输不再受采集控制终端数量、分布区域、传输距离等限制;该控制器中嵌入微型web服务,用户通过浏览器便可以实现实时准确地监控建筑体内的温湿度等情况,解决了数据访问对PC客户端程序的依赖,为其他系统解决方案提供条件;文章同时给出详细的电路图和软件流程图,对uIP协议的其他应用项目有一定的参考意义。     

中央空调仿真培训系统的设计与实现

当前中央空调已经广泛应用在各大企事业单位中,对中央空调的运行和维护人才提出了更高的要求;为适应人才培训需要,需要开发仿真培训系统;参照中央空调原型,对制冷系统核心部件包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器的建模、仿真;开发出相应的中央空调仿真培训系统;该系统采用C++语言结合COM组件技术开发,能够仿真空调机组开机检查、启动运行、运行调节、故障处理等功能;经过测试运行,系统稳定可靠,具有一定的实用性和推广价值。     

诊断仪嵌入式软件测试方法研究

嵌入式软件在工程机械中应用越来越广泛,为保证软件产品高质量和可靠性,需进行软件测试以最小化软件缺陷;嵌入式软件的开发环境和运行环境不一致,增加了软件测试难度;文章以某型诊断仪嵌入式软件为对象,对被测件进行需求分析,基于需求分析将测试类型划分为人机界面测试、功能测试、接口测试、边界测试及性能测试;基于诊断仪软件运行环境特点,分析并搭建了模拟测试环境;然后针对各测试类型,提出对应的测试方法并进行了阐述;最后利用所述测试方法执行测试用例;通过测试结果可见,提出的测试方法能有效发现软件问题,具有一定的实用价值。     

基于μC/OS-Ⅱ的数据采集模块设计

针对车载装备上传感器数据采集模块的体积小、可靠性高、实时性好等需求,设计了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的数据采集模块,选用集成了ADC与CAN通信功能等多种外设的Cortex-M3内核芯片STM32F107VCT6,移植嵌入式操作系统以简化软件设计,提高实时性和可靠性;数据采集模块将采集到的数据通过CAN总线实时地发送到主控计算机,同时也通过FatFs文件系统存储在SD卡中,便于计算机读取其中数据,进行离线分析;电路优化设计和数字滤波算法,提高了数据采集模块抗干扰能力和采样精度;通过实验验证,该数据采集模块可以准确、及时地获取和发送传感器数据,具有较高的可靠性和实时性。     

基于1553B总线和以太网的接口卡设计

为实现指令的可靠接收和远距离、大容量数据的高速回收,结合1553B总线的实时性、高可靠性和以太网传输的速度快、距离远等优点,设计了基于1553B总线和以太网的接口方案;介绍了BU-65170作为RT端与BC端通信的硬件设计、初始化配置及消息的接收,阐述了W5300与远端上位机通讯的硬件设计及UDP传输,并针对以太网采用快速UDP传输方式的不可靠性,从硬件设计和逻辑实现进行了可靠性优化,经过试验验证,采用20 m屏蔽双绞线,以7 MB/s速度传输数据,未出现丢数和误码现象,已成功应用在工程实践中。     

基于ARM和DSP的电网监测系统的设计

设计了一种基于ARM和DSP的电网监测系统的软硬件设计方案;利用TMS320F2812 DSP和高速AD芯片ADS8364实现对现场电信号的采集分析与加Nuttall窗多层插值校正处理,仿真结果表明该算法能够实现电力系统谐波的准确分析;DSP通过串口和嵌有Linux操作系统的S3C2440通信,通过Internet登陆检测系统网页,电网工作人员能够实时查看电网参数情况及对故障进行处理,用户能够实时查看消费信息;该设计方案满足分布式供电系统电能参数的计量要求,实现了电网参数实时远程网络监控。     

船舶分油机模拟器设计与实现

针对分油机控制系统的仿真设计落后于当前先进控制系统的问题,提出了一种以Alfa Laval S系列分油机的EPC-60控制系统为母型的分油机模拟控制系统。介绍了分油机模拟器的整体结构,设计了以ARM为主控元件的仿真控制箱,实现了网络通信、液晶显示、按键扫描等功能。采用Visual C#编程语言在PC机上设计出仿真控制界面。实验结果表明：基于EPC-60为母型控制系统的分油机模拟器具有功能全、运行稳定、和实物相似度高的优点,能够实现轮机教学实验和海员培训的功能。     

某特种动力发动机模拟器设计方法

以某特种动力发动机试车试验及半实物仿真试验为工程应用背景,采用DSP+FPGA主协处理器方案设计了固体火箭发动机模拟器,实现了某特种动力发动机推力与燃气发生器压强的闭环控制输出,以及特种动力发动机伺服系统特性在半实物仿真中的真实模拟。该发动机模拟器参与了多次的发动机试车试验及半实物仿真试验,验证了该发动机模拟器软硬件的稳定性和可靠性。为某型号发动机试验研究建立起了工程实用的硬件平台。     

一种航天器推进剂补加飞控模拟器设计

推进剂补加飞控模拟器是飞控中心用来验证推进补加程序和地面测控方案、训练操作人员的模拟仿真系统,为系统演练构造一个尽量逼真的任务环境;提出了一种用于推进剂在轨补加任务准备的飞控模拟器设计,详细介绍了系统结构和原理, 给出了系统信息流向、软件设计,最后对主要技术难点及解决措施进行了说明,该模拟器具有真实性高、通用性高及灵活性高的特点,可以实现对推进剂在轨补加过程的动态模拟,在我国首次推进剂补加任务准备中得到了充分的应用和验证,取得了较好的效果。     

飞行模拟器用投射系统设计

研究了一种瞄准镜用飞行模拟器投射镜头的设计,并给出了模拟器投射镜头的设计实例。模拟器由显示系统、屏幕、投射系统、反射镜组成,模拟图像信号送入模拟器的显示系统,显示系统将视景仿真模拟图像信号投射到屏幕上,屏幕位于投射系统的焦平面上,瞄准镜对由模拟器进入的光线成像实现成像模拟。投射系统由周边系统、中心系统共9路光学镜头组成,投射系统周边系统、中心系统对应于瞄准镜的中心系统与周边系统,中心系统与周边系统的物面位置重合即共物面;中心系统采用摄远物镜镜形式缩短了镜头长度结构更加紧凑。周边系统焦距为f=263．02mm,视场角为2ω=17°,全视场畸边〈0．4％,在屏幕的Nyquist频率处全视场的MTF〉0．9,系统长度330mm;中心系统焦距为f=295．00mm,视场角为2ω=17°,全视场畸变〈0．37％,在屏幕的Nyquist频率处全视场的MTF〉0．9,系统长度283．2mm。投射系统采用全口径出光,同时系统通光口径略大于敏感器的通光口径,降低了系统装配的精度。     

基于FPGA的通用开放式星载陀螺模拟器设计

陀螺是小卫星平台上姿轨控制分系统中的重要敏感元件,而陀螺模拟器是小卫星姿轨控制分系统地面测试过程模拟陀螺仪的数据流向和时序关系的必要设备。针对通用化的小卫星陀螺模拟器的设计需求,开发了一种基于FPGA和CAN总线接口的陀螺模拟器,采用了FPGA作为主控芯片,实现了支持多类常用星载陀螺数据通信协议的实时接口,并配置了具备电平隔离功能的CAN、RS-485等总线接口电路,实际配置一种工作状态的测试和实验验证表明,所设计的陀螺模拟器具有较高的可靠性和良好的通用性。     

太阳模拟器用光学积分器设计

针对传统太阳模拟器普遍存在辐照均匀度较低的缺陷,改进设计了一种可以有效提高太阳模拟器辐照均匀度的光学积分器.介绍了该光学积分器的组成和工作原理;阐述了光学系统的优化设计技术;对其光机结构进行合理化设计,并使用ansys软件对光机结构进行热分析.最后,利用lightTools软件对太阳模拟器系统进行模拟仿真.结果表明:使用所设计的光学积分器后,太阳模拟器辐照不均匀度明显降低,在Φ60 mm范围内小于±1%,在Φ(60~200)mm范围内小于±2%.该结果与实际检测结果一致,能够满足高准确度的使用要求.     

红外焦平面静态地平仪用地球模拟器光机系统设计

根据红外焦平面静态地平仪的特点,并考虑地球模拟器(地模器)光学系统视场大、成像要求高等因素,在合理耗资的前提下设计了地模器的光机系统.通过分析地平仪的光学系统及工作原理,合理地选择了地模器的光学系统参数及机械结构,对地平仪和模拟器光学系统的匹配进行像质评价,并对机械结构做误差分析.结果显示,匹配后光学系统的RMS直径<27μm,小于探测器像元尺寸.机械结构误差为0.03°,高于地平仪的探测精度.这些结果表明,该地模器基本满足检测红外焦平面静态地平仪的要求.     

基于可调谐激光吸收光谱技术的柴油机排放NO浓度瞬态测量

NO_x是柴油机排放的主要污染物质,它对人体和环境的危害极大,其中NO含量又占NO_x总量的90％以上,因此合理准确的检测柴油机排放物中NO的含量对NO_x含量的检测尤为关键。现有的测试方法由于采用采样分析法,不能及时反映真实情况,光学检测方法作为一种新型的测试技术,在很多领域都有应用。结合光学检测方法对稳态和瞬态过程下的NO浓度用TLAS技术开展研究,通过模拟NO浓度的变化情况,验证这种方法在柴油机上应用的可行性,选择一台中心波长为5 263 nm的带间级联激光器用于检测,为获得不同浓度的混合气体设计一套配气混合系统,用高纯度的ＮＯ作为被测气体,N₂作为背景气体,配比不同浓度的测试样气,在稳态测量时,分别配比浓度为500,1 000,2 000 ppm的样气进行试验,得到相对误差小于1%,最大绝对误差为11.5 ppm。在瞬态测量中,分别对浓度增加与减少过程进行试验,实时测量气室内的浓度变化情况,在1 ms时间分辨率的情况下可实现5.2%的最大相对误差。通过设计的系统,可以实现NO浓度的瞬态测量,能将此方法应用到柴油机上,这种方法有利于研究柴油机的排放物含量。     

氙灯光源太阳模拟器辐照衰减器设计方法

针对应用于太阳模拟器辐照衰减器设计上的不足,提出一种新的衰减器设计方法,旨在提高其辐照均匀性.基于光学扩展量计算衰减器上的网孔面积,对会聚光路的辐射通量进行调制;利用聚光镜环带法,理论上分析衰减器上的辐射分布;利用网孔非均匀分布的结构对会聚光路的辐射分布进行调制,给出具体设计参数;对比分析了网孔均匀分布和非均匀分布对辐...     

感应叠加型固态冲击磁铁脉冲发生器设计与实验

文章介绍了用于冲击磁铁的感应叠加型脉冲发生器的实验装置. 电路中采用3.3kV/800A IGBT开关, 大尺寸纳米晶磁环, 2.5kV/50uF储能电容. 设计了基于CPLD的多路延时可调、光耦输入触发驱动电路. 探讨了IGBT短路时的失效原因及保护措施. 利用现有的组元电路, 进行了多个单元叠加的样机实验, 给出了实验波形. 结果表明输出脉冲上升下降时间较快, 脉宽可调, 最大脉冲电流可达2kA, 可以满足束流注入技术的进一步提高的要求.