基于P87C591的CAN总线汽车仪表

针对目前传统汽车仪表显示单元的可靠性差、不易布线等缺点,文中介绍了一种汽车仪表,它是以微控制器P87C591为核心,以步进电机和LCD为显示器件,对车速、发动机转速、行驶里程、冷却水温度和机油压力5个参数进行了实时的测量和显示,并且设计了CAN总线接口电路,以实现数据在CAN总线上的接收和发送。

自适应光学技术在欧美激光通信地面站应用现状

自适应光学技术是提高激光通信地面站单模光纤耦合效率、增加接收信号信噪比、提升激光通信可靠性的一种重要手段。对欧美将自适应光学技术应用于激光通信地面站的情况进行了详细阐述与分析,主要内容包括自适应光学系统的组成、参数和部分实验结果,为激光通信地面站及其自适应光学系统的设计提供有益的参考。

高精度光学对准测量装置的设计

设计了一套光学对准测量装置,该装置主要由面阵CCD相机、光学镜头、图像处理模块、LED红光光源、球面反光镜组成。介绍了测量原理,测量目标采用等腰三角形排列,通过面阵CCD对目标所反射的图像进行采集,由图像处理模块对该图像进行实时处理,能够同时得到X、Y、Z以及旋转角度等四维坐标数据。推导了光斑图像坐标和被测平面距离等计算公式,并进行了对准精度分析。结果表明,该装置位置误差<1mm,角度误差为0.24°,实现了高精度、自动、快速对准测量。

改进的大气激光通信PPM调制解调系统设计

为进一步提高PPM解调的性能,系统以FPGA为主控单元,提出了一种改进的数字锁相环提取时隙同步时钟和快速帧同步提取方案,在传统的数字锁相环中添加了数字滤波器和FIFO缓存单元.结果表明:系统能够精确地调整时隙时钟,调整精度达到0.25π,10 Mbps信号的时隙时钟的抖动量仅为1.5 ns,最终系统实现了10 Mbps的大气激光通信.

激光光斑边缘提取算法应用研究

在以激光光斑为被测目标的光电测量系统中,对激光光斑边缘的提取是保证测量系统精度的首要前提。具体介绍了Sobel算子、Krisch算子、Robert算子、Canny算子及LOG算子的基本原理。对实际采集到的激光光斑图像首先进行中值滤波、二值化处理,用于滤除图像中的噪声。然后分别利用上述算子对预处理后的激光光斑进行边缘提取,分析和比较实验结果后得出,在对激光光斑这一特殊的目标进行边缘提取时,LOG算子的提取效果较好。最后,结合实验结果对各算法进行了分析总结。

动基座光电平台视轴自稳定控制系统设计

为了消除基座晃动对光电平台稳定跟踪目标的影响,分析了动基座扰动抑制的原理,建立了动基座光电平台视轴稳定的控制系统模型。该系统模型通过组合惯导平台测得动基座摇摆的姿态数据,利用坐标转换公式计算出修正动基座扰动所需的光电平台速度顺馈数据,再将此速度顺馈数据送到光电平台速度回路参与动基座扰动抑制运算,实现光电平台在动基座扰动下的视轴稳定跟踪。经过某型号动基座光电平台的实际验证,设计的动基座光电平台视轴稳定系统在5级海况下可以做到电视跟踪下船摇隔离度大于59dB,单杆手动跟踪模式下船摇隔离度大于25dB。实验结果表明:设计的动基座光电平台视轴稳定系统有效地抑制了基座扰动对光电平台稳定跟踪目标的影响,提高了光电平台在基座晃动下的跟踪精度。

快反镜谐振特性测量系统设计与研究

基于机械系统谐振理论,针对音圈电机快速反射镜系统的电器特性,设计出一套由主控计算机、实时控制器、多功能数据采集卡组成的谐振特性测量系统,能够主动产生控制信号、采集系统反馈、实时显示并存储数据。Lab VIEW虚拟仪器提供了方便的用户控制与显示界面,测试程序在Lab VIEW RT实时系统下的运行,保障了显示界面中系统各项工作状态及参数的实时性。通过对被测对象的自动扫频测试及分析,可以准确地测量出被测对象各轴系的谐振特性,准确地找到谐振频点,为控制系统的伺服带宽设计提供参考。

自动机械臂定位精度分析

针对某种自动机械臂的控制进行了研究,该系统主要由控制单元、执行机构、测量单元及显示单元4部分组成。介绍了控制系统的工作原理,建立了机械吊臂数学模型,对转载过程中机械臂的定位精度进行了计算分析,在最大工作距离5 m范围内,机械臂定位标准差小于10 mm,达到了较高的精度,为自动转载系统的工程实现奠定了理论基础。

激光自准直经纬仪电源监控系统设计

为了保证激光自准直经纬仪在野外环境下,能够长时间正常工作,设计了一套便携式的供电电源及其监控系统,主要由锂电池组、DC/DC模块、充放电控制模块、显示告警模块等部分组成,输出激光自准直经纬仪需要的直流电源,显示供电电源的电量,并且当电池电量达到最低限时能够告警并自动充电。实验结果表明,连续供电时间超过20h,携带方便、操作简单,满足了用户的使用要求。

基于多位置捷联寻北系统的位置点数分析

为了同时满足多位置捷联寻北系统的准确性和快速性的要求,简要介绍了多位置捷联式寻北系统的工作原理,推导出寻北测量的数学模型。同时分析了位置点数对寻北精度的影响和二者的关系式,并通过MATLAB软件进行了仿真。在转台一周平均选取六个方向,并在每个方向上进行六次测量。根据选取点数的方法,系统的快速模式选取了72点和90点进行了实验,而高精度模式则选取了120点、180点和240点。实验结果表明,在一定范围内随着位置点数的增加,寻北误差越来越小。然而位置点数的增加和系统的快速性是相互矛盾的,因此在保证系统的快速性的前提下,两种模式最终选择了90点和180点,满足了系统的要求,实现了高精度的寻北。

基于APD的高灵敏度大气激光通信接收机系统设计

为了满足大气激光通信系统对接收端高灵敏度的要求,通过分析APD和接收机的温度电压特性,以及电压和温度的波动对接收机灵敏度的影响,设计了一种大气激光通信接收机,包括低纹波APD偏压控制电路、APD温度控制电路和主放大器电路等。实验结果表明,偏置电压为46.35V、温度为290K、误码率为10^(-9)时,接收机灵敏度达到-39.1d Bm,满足通信系统要求。

四象限探测器位置检测精度的主要影响因素研究

为了提高四象限探测器(QD)光斑位置检测性能,研究了在高斯光斑模型下影响QD位置检测精度的主要因素。分析了四象限探测器位置检测的基本原理,随后根据误差理论推导出高斯光斑模型下位置检测精度与光斑半径、质心位置和系统信噪比关系的数学模型,通过数值仿真和实验分析验证了该数学模型的有效性,并深入分析了各因素对位置检测精度影响的趋势及大小。研究结果表明,对于四象限探测器高斯光斑位置检测系统,在保证检测范围的条件下,采用较小半径的光斑、选取靠近光敏面中心的工作区域和提高系统信噪比可以提高位置检测精度。当系统信噪比为57.48 d B时,采用束腰半径为0.6 mm的高斯光斑,QD中心点位置检测精度可达0.514μm。

Improve the throughput of M-to-1 free-space optical systems by employing uniquely decodable codes

This paper utilizes uniquely decodable codes[UDCs]in an M-to-1 free-space optical[FSO]system.Benefiting from UDCs’nonorthogonal nature,the sum throughput is improved.We first prove that the uniquely decodable property still holds,even in optical fading channels.It is further discovered that the receiver can extract each source’s data from superimposed symbols with only one processing unit.According to theoretical analysis and simulation results,the throughput gain is up to the normalized UDC’s sum rate in high signal-to-noise ratio cases.An equivalent desktop experiment is also implemented to show the feasibility of the UDC-FSO structure.

Performance analyses of subcarrier BPSK modulation over M turbulence channels with pointing errors

An aggregated channel model is achieved by fitting the Weibull distribution, which includes the effects of atmospheric attenuation, M distributed atmospheric turbulence and nonzero boresight pointing errors. With this approximate channel model, the bit error rate(BER) and the ergodic capacity of free-space optical(FSO) communication systems utilizing subcarrier binary phase-shift keying(BPSK) modulation are analyzed, respectively. A closed-form expression of BER is derived by using the generalized Gauss-Lagueree quadrature rule, and the bounds of ergodic capacity are discussed. Monte Carlo simulation is provided to confirm the validity of the BER expressions and the bounds of ergodic capacity.