基于FPGA的数据采集器设计及可靠性分析

为了提高现有数据采集器的可靠性,本文选用Altera公司Cyclone IV系列的EP4CE15F17C8N为核心芯片,选用Analog Device公司的12位A/D转换芯片AD9233-125完成数据采样,并添加SDRAM和EEPROM模块来扩展FPGA芯片的存储资源、降低数据丢失的风险。在完成设计之后,本文针对性地设计了可靠性评估方法,确定本文所设计实现的可靠性等级为0.625,具有较高的可靠性。本文所设计的数据采集器成本低、可靠性高、可扩展性强,可以被应用于多个领域,具有广阔的市场应用前景。

分布式测量技术在航行体水下试验中的应用

提出了将分布式测量技术应用于航行体水下试验中的航行体表面压力测试。采用分布式采集系统设计,可大幅减少穿舱电缆的数量,使得航行体组装对接更加方便,有效提高系统的可靠性。

航行体出水载荷测试技术研究

以实验技术的手段获取航行体水下和出水过程航行体表面压力和运动姿态参数是获取出水载荷和出水姿态参数的重要手段;提出了航行体水下试验的航行体表面测量方法,设计了航行体出水载荷和姿态测量系统,将测量系统应用于水下试验,成功获得了航行体表面压力和姿态参数;试验结果表明:该系统满足水下测量要求。

航天飞行器减振降噪方法研究

为了解决航天飞行器易受振动、噪声环境影响而发生故障的问题,本文设计了航天飞行器减振降噪方法,包括基于多种不同类型金属减振器的减振方法、基于亥姆赫兹共鸣器的低频噪声降噪方法、基于声学覆盖层的中高频降噪方法三个方面,该方法在军民两种减振降噪领域都有广泛的应用前景。

水下试验筒盖爆破航行体表面压力特性研究

水下武器发射试验时通常采用筒盖与发射筒密封,弹射试验时先将筒盖爆破,延时一段时间后动力装置点火,弹体出筒;通过筒盖爆破地面模拟试验得出了不同筒盖爆破方式对水动压力获取的影响,得到压力峰值和压力振荡产生的机理,给出了最佳的筒盖爆破方式和时序延时方法。

一种基于改进卡尔曼滤波的GPS/BDS/SINS深组合定位算法

针对在卫星信号受干扰严重的复杂地貌环境中,由于可见卫星数目较少、卫星信号质量差,导致卫星定位导航精度低的问题,提出了GPS/BDS/SINS深组合定位算法。该算法在GPS/BDS伪距组合定位的基础上,引入惯性器件测量值进行惯导辅助组合定位,借助渐消卡尔曼滤波,通过在线估计量测噪声和系统噪声,进一步降低定位误差,输出高精度定位结果。实验结果表明,本文所述算法相较于传统组合定位算法,定位精度高且计算效率高,具有一定的理论意义和实用价值。

高温扩散时间对4Cr5MoSiV1钢组织及共晶碳化物的影响

对4Cr5MoSiV1钢小规格锻件进行1250℃不同保温时间下高温扩散热处理试验,利用低倍酸洗、光学显微镜、扫描电镜等方法和设备,研究了不同高温扩散退火时间对其组织和共晶碳化物的影响。结果表明：高温扩散后,4Cr5MoSiV1钢小锻件的低倍组织中粗大枝晶明显消除,无疏松、缩孔等铸坯缺陷;扩散退火15 h晶粒异常粗大,晶界熔化;扩散退火10 h对共晶碳化物尺寸减小量小且出现魏氏体组织;扩散退火5 h后,显微组织无魏氏体组织和晶界烧熔,共晶碳化物最大尺寸大幅度减小。因此,扩散退火5 h可作为4Cr5MoSiV1钢小锻件锻后高温扩散最优退火时间。

基于DSP的存储测试系统设计

针对武器动态测试中的数据参数进行研究,设计了基于TMS320F2812 DSP的数据采集与处理系统。在深入了解信号特征的基础上,结合当今数据压缩发展的前沿技术,设计、改进得到一种可应用于实际情况、能够满足实际需求的LZW和游程混合压缩算法。对数据压缩效果进行了测试,试验证明采用该算法能实时、高效地对AD采集到的数据进行压缩。

多模GNSS伪距组合定位方法设计与验证

在卫星信号受干扰严重的复杂地貌环境中,由于可见卫星数目较少、卫星信号质量差,单模卫星定位导航的精度一直不尽人意,尤其是针对动态导航定位精度问题更为明显。为了提高动态导航定位精度,创新设计了一种多模GNSS的伪距组合定位算法,该算法属于一种有迭代组合定位算法,通过高度角先验定权模型确定初始迭代权矩阵,在加权最小二乘法解算过程中通过方差分量估计后验模型,不断迭代更新权矩阵,进而得到目标的精确位置,该算法需依赖初值和多次迭代,但定位精度要优于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法。实验仿真结果表明,相较于Gauss-Newton迭代算法和Helmert方差分量估计法,文中设计的算法定位精度分别提高了45.1%和23%。最后结合实际空投试验分析表明,文中所述算法能够准确的解算出空投物资的落点,可以为飞行器导航系统设计人员提供参考,具有一定的理论意义和实用价值。

一种实用的飞行器捷联惯性导航算法

为了拓展捷联惯性导航的应用,以进一步提高飞行器导航精度和效率为目标,设计了一种实用的飞行器捷联惯性导航算法,该算法融合惯性器件的姿态信息、速度信息、加速度信息及位置信息测量值,借助四元数法分别构造姿态矩阵、速度矩阵及位置矩阵,然后通过解算四元数的运动学微分方程求出飞行器的姿态角和位置。试验结果表明,本文所述算法能够准确计算出飞行器的姿态与位置信息,可以为飞行器导航系统设计人员提供参考,具有一定的理论意义和实用价值。

基于局域均值分解的冲击响应谱时域波形合成新方法

冲击响应谱时域波形合成技术是目前实验室环境下模拟实际复杂冲击环境的重要手段。文章在研究局域均值分解(LMD)方法和冲击响应谱时域波形合成原理的基础上,对实测冲击时域波形进行分解得到一组具有不同频率分布的PF信号分量,然后对不同频率分布的PF信号分量进行聚类分析并重新构造得到一组新的PF信号分量,使得PF信号分量的频率-幅值特性与设定的冲击响应谱试验条件一致。将重构后的PF信号分量组合即可得到合成后的冲击时域波形。数值仿真分析结果表明,基于LMD的冲击响应谱时域波形合成新方法生成的冲击时域波形能更好模拟真实冲击环境,冲击响应谱具有较好的控制精度。

一种改进的GNSS接收机完好性监测算法

针对传统GNSS接收机完好性监测算法由于可用性判断过程过于保守、误差保护水平值过大而导致算法可用性差的问题,优化了传统算法的可用性判断过程,根据卫星故障检测难度给出了漏检率的动态分配方法,以及相应的VPL计算方法。理论分析表明,上述改进方法可以在不降低总体完好性指标的同时最小化误差保护水平值,从而提高接收机完好性监测算法的可用性。仿真实验结果表明,改进后的GNSS接收机完好性监测算法的可用性比传统算法提高了1.5%~2.5%。

2Cr13不锈钢铸坯表面质量优化研究

2Cr13马氏体不锈钢由于其特殊的钢种特性,导致其在连续铸造过程中容易发生凹陷等表面质量问题。针对此问题,通过对结晶器保护渣参数和结晶器冷却水强度进行试验,对2Cr13铸坯的表面质量进行优化。结果表明,通过调低保护渣黏度、提高碱度,有利于消除2Cr13马氏体不锈钢铸坯表面凹陷;在拉速一定的条件下,降低结晶器水流量可以极大减轻深度凹陷的产生;优化结晶器保护渣参数和结晶器水冷强度,可以使得2Cr13铸坯的平均面修磨率大大降低。

一种风机叶片静力加载自适应控制方法及实现

静力加载试验是考核风机叶片静强度特性的重要手段。兆瓦级风机叶片的静力加载试验多采用多点同步逐级加载拉力的方法实现。在风机叶片的多点同步逐级加载过程中,本文设计了基于比例积分模型的自适应控制方法,该方法通过实时调整电机的转速和方向实时改变载荷拉力的变化率,不用考虑加载过程中叶片多个加载点之间的力耦合情况,实现每个加载点的载荷拉力同步、匀速稳定变化,同时保证每个加载点的加载过程相互独立,具有一定的通用性。通过对某兆瓦级风机叶片进行静力加载试验,测试结果表明,本文方法正确有效。

无损压缩技术在测试系统中的应用

针对动态测试中的数据参数进行研究,在深入了解信号特征的基础上,结合当今数据压缩发展的前沿技术,设计、改进得到一种可应用于实际情况、能够满足实际需求的LZW和游程混合压缩算法。设计了基于TMS320F2812 DSP的数据压缩系统。对数据压缩效果进行了测试,试验证明采用该算法能实时、高效的对AD采集到的数据进行压缩。

一种新型箭载图像记录系统设计与实现

介绍一种新型箭载图像记录系统,系统主要用于箭体飞行试验过程中实时记录火箭的整个飞行过程,并将原始图像数据存储在数据记录器,同时将压缩后的图像数据传输给遥测系统。为评估运载火箭的工作情况,或分析故障提供依据。

基于FPGA和USB2.0的数据采集系统

开发一种结合FPGA和USB2.0优势的高速率、良好扩展性的数据采集系统。通过FPGA控制前端电路的输入信号大小、模数转换器的转换机制,以及USB2.0接口的数据通信;将USB接口作为上位机与下位机之间的纽带,完成数据传输。对硬件与软件部分各自设计:硬件部分包括FPGA内部模块、前端模拟电路和数据采集单元;软件部分包括驱动程序、应用程序以及USB固件程序。通过不同的采样频率对系统进行评测,表明系统采样频率在大于输入信号频率的10倍时可得到较为理想的波形,系统性能良好。