基于CoaXPress接口的高速串行传输系统设计

CoaXPress是一种新型高速数字图像传输接口标准,适用于各种高速和高带宽图像传输应用。本文设计实现了一种基于CoaXPress接口的高速串行传输系统。针对多路高速串行数据传输、调度、缓存和同步难题,硬件上每个模块设计4路CoaXPress接口,模块以FPGA为核心,采用PCIe3.0×8接口与主控制器进行通信,使用DDR4缓存高速数据;FPGA固件逻辑设计中使用XDMA硬核与主控制器进行通信,使用FDMA完成对DDR4的数据调度,使用GTH收发高速串行数据;采用FIFO缓存同步技术和PXI_TRIG触发总线技术相结合的方法,成功地实现了8个CoaXPress发送模块共32路发送接口之间的同步。最终对CoaXPress接口模块和系统进行了测试,CoaXPress接口的眼图、码速率、误码率、同步精度均满足要求。本文所设计的基于CoaXPress接口的高速串行传输系统工作稳定,性能可靠,已应用于新一代空间飞行器载荷—数传链路测试。

基于DBN的故障特征提取及诊断方法研究

随着装备日趋复杂化,依靠专家经验或信号处理技术人工提取和选择故障特征变得越来越困难。此外,以BP神经网络、SVM为代表的浅层模型难以表征被测信号与装备健康状况之间复杂的映射关系,且面临维数灾难等问题。结合深度置信网络(DBN)在提取特征和处理高维、非线性数据等方面的优势,提出一种基于深度置信网络的故障特征提取及诊断方法。该方法通过深度学习利用原始时域信号训练深度置信网络并完成智能诊断,其优势在于能够摆脱对大量信号处理技术与诊断经验的依赖,完成故障特征的自适应提取与健康状况的智能诊断,该方法对时域信号没有周期性要求,具有较强的通用性和适应性。在仿真数据集和轴承数据集上进行了故障特征提取和诊断实验,实验结果表明:本文提出的方法能够有效地从原始信号中进行多种工况、多种故障位置和多种故障程度的故障特征提取和诊断,并且具有较高的故障识别精度。

带局部增强算子的微分进化改进算法

微分进化算法具有鲁棒性强、易于使用、控制参数少等优点.但在搜索中存在一定的盲目性,搜索效率不高.本文通过引入局部增强算子,使种群中的部分个体在当前最优个体附近寻优,以加快算法的收敛速度.利用五个标准的优化算法测试函数对改进算法进行了测试,并与动态微分进化算法和微粒群算法进行了比较.算法分析和仿真结果表明,本文提出的改进算法大大提高了算法搜索效率.

基于混合优化策略的微分进化改进算法

微分进化算法具有控制参数少、鲁棒性强、易于使用等优点,并具有不同的优化策略.本文在对微分进化算法各优化策略性能进行分析的基础上,提出了基于混合优化策略的微分进化改进算法.改进算法的主要思想是将种群中的个体随机地分成两组,每组采用不同的优化策略.利用五个标准的优化算法测试函数对改进算法的收敛速度和搜索成功率进行了测试,并与动态微分进化算法和微粒群算法进行了比较.实验结果表明,本文提出的改进算法在保证算法搜索成功率的同时,大大提高了算法搜索效率.

小卫星测试系统设计与实现

针对某小卫星研制过程中的电测需求,设计并开发了一种小卫星测试系统;系统模仿通用仪器结构设计了分布式的功能板卡作为独立测试功能单元,并在机箱中采用开放式总线底板,最大限度地提高系统适应性,发挥系统效率;为保证系统控制与数据传输的实时性,使用装载VxWorks操作系统的嵌入式计算机作为主控制器,使用LVDS高速接口作为系统内部数据传输通道,传输速率为10Mbit/s;本系统可以完成小卫星电信号的并行测试,满足测试要求。

基于深度学习的轴承健康因子无监督构建方法

传统的轴承健康因子（HI）构建方法一般需要由人工进行特征提取、特征选择、特征融合,并需要依赖大量专家经验和信号处理技术,且需要预先设计训练标签,过程费时费力,方法不具有通用性。因此,提出一种新的基于堆叠去噪自编码器（SDAE）的轴承HI无监督构建方法,利用去噪自动编码机深层结构直接对原始轴承振动信号进行无监督的自适应特征提取,进而输入到自组织映射网络进行特征降维从而获取轴承的健康状态表征值。在PHM2012轴承数据集上的实验结果表明,构建出的轴承HI曲线可以较好地反映轴承全寿命周期内的退化过程,相比于传统的HI构建方法具备更好的时间关联性和单调性,并且该方法无需依赖复杂的信号处理方法,整个过程以无监督的方式进行,具备一定的通用性。

基于小波包能量熵和DBN的轴承故障诊断

轴承是旋转机械设备的关键部件,目前已有很多轴承故障诊断方法,但其中一些方法只能针对特定的轴承故障进行诊断,可能不适用于其他轴承故障问题,而且大部分方法的诊断准确率还可以进一步提高。提出小波包能量熵与深度置信网络(DBN)相结合的方法进行轴承故障诊断。首先对轴承振动信号进行小波包变换,然后以能量熵的形式构建特征向量,这些特征向量含有不同频段内的振动能量大小,可以用于区分各种轴承故障。最后利用基于DBN的深度模型对能量熵特征向量进行故障识别。使用两类轴承数据集进行验证,分别获得100%和99.5%的故障识别准确率。实验结果表明,该诊断方法具有较好的通用性,而且可以达到很高的诊断准确率。

基于微分进化神经网络的模拟电路故障诊断

BP神经网络已在模拟电路故障诊断领域得到广泛应用,但BP神经网络存在训练速度慢且容易陷入局部最优的问题.由此,本文提出了一种基于混合变异策略的微分进化改进算法,描述了利用微分进化改进算法进行神经网络权值训练的过程和方法,并将微分进化神经网络用于模拟电路故障诊断,文中还对微分进化神经网络与BP神经网络进行了比较.实验结果表明,微分进化神经网络的训练时间和训练精度均优于BP神经网络,其在模拟电路故障诊断中的准确度比BP神经网络提高了7%.

太阳敏感器电模拟器设计

针对小卫星半实物仿真系统的技术需求,提出了一种太阳敏感器电模拟器设计实现方法;模拟器以FPGA作为控制核心,采用压控电流源实现了0-1式太阳敏感器、模拟式太阳敏感器的输出电流模拟;通过专用电流源芯片REF200实现了数字式太阳敏感器输出电流模拟;模拟器由计算机通过RS-485接口控制,既能模拟太阳敏感器正常工作时的电信号输出,也能模拟太阳敏感器出现故障时的电信号输出;该太阳敏感器电模拟器已应用于小卫星的半实物仿真,其电流精度可达±1μA。

小卫星信号处理单元模拟器设计

针对小卫星仿真测试系统中对信号处理单元的模拟需求,设计并开发了一种信号处理单元模拟器,模拟真实卫星信号处理单元的工作过程和时序,在卫星仿真测试系统中代替信号处理单元和飞轮、太阳敏感器等卫星部件。以FPGA为核心,采用VerilogHDL实现与小卫星中心计算机、动力学计算机、调度计算机之间的通讯逻辑设计;采用1个DSP解算4个飞轮模型。目前模拟器已应用于小卫星测试系统中,测试结果表明模拟器工作正常,模型解算正确,满足设计要求。

面向RMAP协议的SpaceWire节点IP核设计

在对SpaceWire传输层协议——远程存储器访问协议进行研究分析的基础上,采用Verilog HDL硬件描述语言,设计了一种符合RMAP协议规范的IP软核;可配置实现RMAP事务发起和事务响应功能,经功能仿真和FPGA原型验证测试,结果表明IP核符合标准规范,支持协议规定的所有指令类型,具备良好的通用性、可扩展性并可灵活配置,可实现与其它传输层协议的兼容以及和更高层协议的无缝衔接。

一种具有故障模拟功能的飞轮模拟器设计

针对小卫星姿轨控仿真测试系统需模拟星上真实飞轮的需求,设计并开发了一种具有故障模拟功能的飞轮模拟器,除可以模拟飞轮正常工作状态外,还可以模拟多种飞轮故障状态。本设计采用4片TMS320LF2407A为核心控制器,实现对4路相互独立飞轮电气特性的模拟,并利用RS-485接口实现故障及参数注入,DSP则根据注入的参数对飞轮输出进行调整。飞轮模拟器已应用于小卫星姿轨控仿真测试系统中。

某型激光制导炸弹模拟器的研制

炸弹模拟器是某型激光制导炸弹测试系统的重要组成部分.本文基于DSP技术、CPLD技术、交流有效值变换等技术对该模拟器进行了软硬件设计.所得结论具有实用价值.

基于AT89C51的某导弹引信控制组合的研制

引信控制组合是引信综合测试设备的重要组成部分.本文基于单片机技术、光电隔离技术、可靠性技术对该控制组合进行了软硬件设计.所得结论具有实用价值.

锂离子电池循环寿命的融合预测方法

针对传统基于粒子滤波的锂离子电池剩余使用寿命预测方法的不足:过度依赖电池经验退化模型和模型输入变量单一的问题,提出了一种相关向量机、粒子滤波和自回归模型融合的锂离子电池剩余寿命预测的方法。通过相关向量机提取电池历史数据的退化趋势,构建趋势方程替换以往的电池经验退化模型,作为粒子滤波算法的状态转换方程。引入自回归模型的长期趋势预测值,替换观测值构建粒子滤波算法的观测方程。将3种方法相融合估计电池剩余寿命。实验结果表明:融合方法不仅预测精度高而且采用数据驱动的方法避免了构建复杂的电池机理退化模型,通用性强。

多线程测控程序设计方法研究

在测控系统中,有的任务对实时性要求高,需要软硬件程序迅速响应;有的任务实时性要求不高,但需要同时操作多个低速的输入/输出设备.在这些情况下,最佳的解决方案是采用多线程技术使多项任务并行完成.本文讨论了采用LabWindows/CVI编写多线程测控程序的方法.

某型号武器VXI自动测试系统检定装置的研制

为解决某型号武器VXI自动测试系统的检定,确保VxI自动测试系统的测试精度,本文介绍了研制VxI测试系统检定装置的基本思想和方法.针对VXI测试系统的组成,本文介绍了检定装置硬件组成以及主要部分的设计方法.最后本文给出了检定软件设计的基本思想和框图.

基于FPGA的SpaceWire路由器设计

针对SpaceWire的应用需求,在对SpaceWire标准协议及其路由机制介绍的基础上,设计并实现了1种SpaceWire路由器。路由器以FPGA为核心,带有8个SpaceWire链路接口、2个USB总线接口以及1个Time_Code接口,采用Verilog HDL硬件描述语言设计开发SpaceWire路由器IP核。经过对SpaceWire路由器数据传输的可靠性和实时性测试,结果表明SpaceWire路由器通信速率可达200 Mb/s,数据传输具有较高的可靠性和实时性。

某武器系统VXI总线自动检测设备的研制

自动检测设备足武器系统设计、制造、验收和维护的重要保障设备.本文对某射频波段武器系统VXI总线检测设备的硬件组成、软件设计以及参数检测方法进行了研究.

浅析基于虚拟仿真与网络技术的“单片机原理”课程教学模式改革

本文介绍了如何将先进的虚拟设计仿真平台Proteus与网络化教学管理平台"乐学网"相结合,实现对"单片机原理"课程传统的课堂教学模式与实验模式的深化改革,并提出了提高学生的单片机系统的软、硬件设计与调试能力的具体举措。此外还对课堂教学模式与实验模式改革的具体方法进行了深入论述,并对虚拟设计仿真+网络化教学管理平台以及虚拟设计仿真+新型模块化实验装置的新型教学模式与实验模式以及与上述改革配套的教学资源建设进行了详细介绍。