并行高采样实现PN码捕获的井下扩频测距方法

在扩频测距技术中,伪随机(Pseudo-Noise)码捕获时间长,扩频信号需要高带宽信道,井下多径效应还会引起PN码相位延迟,因而使得扩频测距技术难以在煤矿井下应用。为了将扩频测距技术应用于井下,设计了一种并行的PN码同步精测算法,利用FPGA高速的并行处理能力,开辟L-1条相位彼此相差一个PN码片的相关通道,在各相关通道中分别对扩频码调制的数字基带信号相关运算后进行高频率采样,大幅度提高了信号处理带宽,能够在粗同步的基础上直接得到更高的时间分辨率。仿真结果表明,所提出的方法能够抑制井下严重的多径干扰,能将测距PN码所占带宽限制在50MHZ以下而测距精度达到1米以内,是适应煤矿井下特殊环境的一种高效扩频测距方法。     

基于PCI-E总线的高速多通道信号发生器设计

针对现代水声定位系统性能检测需求,设计了一种基于PCI-E总线的高速多通道信号发生器。利用PC机LABVIEW软件生成不同的电模拟信号,通过PCI-E总线板卡输出到信号发生板,实现信号高速稳定传输;以FPGA为核心控制器,利用PCI9054桥芯片实现本地总线转换,经过DA逻辑控制以及多通道模拟电路调理,最终完成多通道信号波形输出。经测试系统功能稳定,达到了指标要求。该设计结构简单,可扩展性强,具有广阔的应用前景,目前已成功应用于某水声定位系统实验室功能检测。     

无人机姿态控制器设计及仿真

由于无人机模型的非线性和参数的时变性,传统PID方法设计的控制器动静态性能可能会变得很差,针对这种问题,设计了适合于某型无人机的模糊自适应姿态控制器。对于模糊控制器的隶属函数选择中盲目性的问题,利用粒子群优化算法对隶属函数进行智能寻优,降低设计过程中专家主观意向对控制器性能不确定性的影响。仿真结果表明,本文设计的控制器相对传统PID有更好的动静态性能,并且对于模型参数的时变性具有一定的鲁棒性。     

大型空间环境模拟设备试验数据管理研究

针对国内外空间环境模拟设备试验系统数据管理模式,从试验数据采集、试验数据处理、试验数据存储归档以及试验数据移交利用这四个方面进行对比分析,提出国内空间环境模拟设备试验系统在增强试验数据处理能力、建立卫星故障模式分析和危险分析系统(FMECA)以及局部试验数据应用模式向远程同步试验数据应用模式发展的建议。     

基于FPGA的电容式编码器数据采集系统设计与实现

为了精确地获取电容式编码器输出信号中所携带的位置信息,文章设计了一套基于现场可编程门阵列(FPGA)的电容式编码器数据采集系统;文中介绍了带通滤波器、同步正交解调、低通滤波器和Cordic等系统模块,并详细分析了系统的稳定性和误差;实验结果表明,在转速度为800 rpm时,角度分辨率可达到0.192度,在一个周期内最大误差0.002 8度,平均误差0.000 8度,静止抖动0.007 26度,统能够实时的获取转子的位置信息,同时具有较好的精度和稳定性。     

基于强化蚁群算法的任务DAG在线网格集群资源调度

网格集群资源调度是一个NP难题,而现有的调度方法通常具有任务调度效率低和负载不均衡的问题,由此设计了一种基于强化学习算法和蚁群算法融合的协同依赖型任务调度方法;首先对基于DAG的网格集群协同调度数学模型进行了定义,然后,采用改进的一步TD算法即Q-Learning算法实现集群资源的初始分配,从而得到最优调度方案以及对应的Q值,在此基础上提出一种改进的蚁群算法实现网格集群资源到任务分配的进一步优化,将Q-Learning算法得到的分配方案的Q值用于初始化蚁群路径中的信息素,以避免蚁群的盲目搜索,同时将Q值引入路径概率函数中使得蚂蚁具有启发式的搜索能力,从而获得协同依赖多任务集群调度的最终方案;在Gridsim环境下进行仿真试验,结果表明文中方法能有效地实现网格集群调度,且较其它方法具有任务调度效率高、CPU利用率高和负载均衡的优点,具有较大的优越性。     

基于飞行计划的惯性导航误差模型分析

为了更有效地评估民航飞机惯性导航性能,更好地分析其惯导数据相对于飞行计划的误差。提出一种新方法整体分析惯导误差,将飞行计划航迹离散化计算出误差数据,使用小波多尺度分析方法,经小波变换将误差分为高频与低频两部分,将非平稳的低频部分进行差分处理转化为平稳时间序列,最终建立惯导误差数据的自回归滑动平均（ARMA）模型。通过与实际快速存取记录器（QAR）数据对比验证,此模型能较好地描述惯导误差,较为准确地描述了民航飞机惯性导航误差,为进一步分析其特性及规律奠定了基础。此方法可用于评估民航飞机惯导性能。     

一种新型数字电感传感器的设计及应用

传统电感测量中由于检测装置结构复杂、采用模拟接口,抗干扰能力差,精度不高等,针对这些缺点,设计了一种低功耗的电感感测装置,采用TI最新推出世界首款电感到数字转换器LDC1000做为探头,通过SPI接口与MSP430G2553实现高速数据采集,使得装置功耗降低,体积减小,数据处理方便快捷。实验证明：该装置能够在恶劣的环境中大大提高可靠性,实现高灵敏度、高速数据处理且运算量小,可应用在灰尘、污垢、油和潮湿等恶劣环境中。     

基于抗差估计的全姿态多位置寻北

为解决寻北过程中需要人工调平而耗时较长的问题,结合全姿态多位置寻北模型,采用总体最小二乘法估算北向角。该算法将陀螺漂移转化为测量误差,而转台倾斜误差、轴系误差及安装误差等同系数矩阵误差,在忽略较少误差项的同时完成寻北过程;并根据实际数据中含有粗差的情况,提出抗差总体最小二乘方法,引入 等价权函数消除粗差数据的影响,从而提高算法在含有粗差数据时的寻北精度。仿真数据分析和实验结果表明：该算法能有效削弱粗差对寻北精度的影响,实现全姿态高精度寻北。     

基于LTC6803和NRF24L01的动力电池检测系统

为了满足磷酸铁锂动力电池电压、温度参数采集实时性和准确性的要求以及摆脱检测系统的线束,设计了一种基于LTC6803和NRF24L01的动力电池检测系统并进行了实验测试。该系统主要由数据发送端和数据接收端两部分组成,数据发送端采用LTC6803电池监测芯片和数字化温度传感器DS18b20实现对动力电池电压、温度的精确检测,数据接收端利用上位机软件对数据集中存储和管理,通过NRF24L01射频模块完成数据发送端和接收端的无线通讯。实验结果表明：该检测系统具有性能可靠、使用方便、测量精度高等优点,完全满足工业现场的使用要求,具有较好的实用效果。