新型电离层斜向返回探测系统接收机设计

设计了基于VXI总线的中频数字化短波雷达接收机,用于相位编码脉冲压缩雷达体制的新型电离层斜向返回探测系统.采用了真对数放大器和16位AD变换器实现大动态范围,正交数字双通道零中频匹配滤波处理信号,内置可闭锁接收机的高速电子开关.试验表明,真对数放大器能有效改善接收机动态范围;对比原系统使用过的VXI3250接收机性能指标,证明新接收机适合新一代系统探测需要.收发隔离和闭锁功能良好、结构紧凑、全软件操作控制.

基于VXI总线的电离层探测系统信号源的设计

根据新型电离层斜向返回探测系统的编码调相脉冲压缩、间隔收发体制,采用 FPGA和数字上变频器实现了一种适合该体制的、基于VXI总线的信号源模块.具体描述了该模块的设计方法、主要逻辑和时序关系.试验表明,该模块运行可靠,工作方式和参数调整灵活,实现了符合体制要求的射频信号和时序控制信号,满足了新型电离层斜向返回探测系统抗干扰、开放性和易升级的要求.

StarFabic总线技术在冗余计算机系统中的应用

针对冗余计算机系统中,处理器之间进行高速数据传输的需求,本文提出利用StarFabric总线技术实现实时高速数据传输通道的方案,设计并实现了StarFabric模块。该设计成功应用于磁浮运行控制冗余计算机系统,其传输时延满足磁浮运行控制系统要求。

电子产品热设计及数值分析研究

热设计是电子产品可靠性的基础之一,目前电子产品小型化、复杂化和高集成度的发展趋势,使得热设计必须探寻更有效的途径。依据传热学的理论结合热分析软件,通过仿真的手段来指导和完善实际工程中的热设计正得到越来越广泛的应用。

小型化太阳帆板高细分驱动控制系统设计

针对某空间飞行器太阳帆板驱动控制系统步进电机高细分驱动要求,同时满足航天综合电子集成化小型化设计需求,采用单片反熔丝FPGA作为太阳帆板驱动控制主芯片,集通信、工作模式控制、变速启停、位置计算和步进电机驱动功能于一体,简化控制电路,并且将步进电机单步细分数提高至1024;实验结果表明基于单FPGA的设计能够实现太阳帆板驱动控制,电机驱动电流稳定,电路简单可靠,与基于MCU的设计相比,控制电路简化约50%。

空间应用的两相混合式步进电动机伺服控制器

针对空间应用指向机构的两相混合式步进电动机,设计了一种基于FPGA数字控制器,采用旋转变压器的增量式位置闭环的方法,以MOSFET专用驱动集成电路构成的H桥驱动电路的控制系统方案。该系统根据合成电流矢量恒幅均匀旋转细分法,采用SPWM技术和位置反馈闭环控制方法,使步进电动机形成均匀的圆形旋转合成磁场,实现细分驱动的功能。实验结果表明该控制器设计方案合理,结构简单、功耗低、动态性能好,较传统的单片H桥驱动芯片,热耗分布均匀,解决了空间散热问题;并通过选用空间抗辐照器件,使之适用于空间指向机构控制。

基于反熔丝FPGA的纯开环星载步进电机驱动器设计

为了提高运动机构的稳定度,步进电机驱动控制通常采用电流细分的方法,从而将一个步距角分解成若干小步。实现步进电机电流细分驱动通常的方法是将电流闭环引入到驱动控制电路中,由此增加电流采样、比较等软硬件功能模块的同时也增加了单机的复杂度,削弱了步进电机本质上开环驱动的优势。为了提高宇航型号步进电机驱动控制器单机的可靠度,提出了一种基于反熔丝FPGA的纯开环驱动方案,通过预置占空比的方式,在不引入电流闭环的前提下实现步进电机电流细分。通过样机调试,验证了设计的有效性,为后续工程研制提供参考。

基于FPGA小型化数传中继天线驱动控制设计

为满足航天器小型化设计需求,采用单片反熔丝FPGA作为中继天线驱动控制主控芯片。为达到天线指向机构的高精度要求,采用双通道旋转变压器配合AD2S80解码获得位置数据。为提高机构速度稳定度,采用步进电机256细分正弦斩波驱动方式。实现集通信、位置电流采集、故障报错机制及步进电机驱动功能于一体,单机重量从5～6 kg降到2.5 kg,指向精度提高到0.005 5。实验结果表明基于单片FPGA的数传中继天线驱动控制能有效提高单机集成度和运动过程平稳度,对于卫星综合性能的提高具有重要意义与应用价值。

基于反熔丝FPGA的太阳帆板高可靠驱动控制系统设计

针对宇航用某太阳翼帆板驱动控制系统的高可靠、小型化应用要求,采用基于反熔丝FPGA芯片实现2台太阳帆板机构的驱动控制,集通信、电机驱动、变频启停控制、自主故障检测与工作模式切换等功能于一体,实现了双轴太阳翼帆板的驱动控制,机构运行平稳,且在旋变故障工况下可自主切换至步数控制模式,可靠性高。

基于FPGA的大型柔性太阳翼展开控制系统实现

为了保证大型柔性太阳翼的伸展机构能够实现可靠、重复、平稳的展开和收拢功能,提出了采用PID调节器完成速度、电流双闭环的控制系统。为了提高控制系统的可靠性同时降低控制电路的复杂度,提出了以单片反熔丝型FPGA为控制处理器的外围电路、驱动电路及位置检测电路,实现了一种基于FPGA的大型柔性太阳翼展开控制系统的设计。通过样机验证表明,该系统能够使大型柔性太阳翼的伸展机构反复平稳地展开与收拢,有效地抑制了由于展开过程的扰动引起的不稳定,速度稳定度优于5%。该设计具有一定的应用价值,为后续工程应用提供了参考。