基于感应耦合式无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统设计与验证

微纳聚合体航天器是一种以机械或电磁锁紧机构实现各模块化基本单元航天器连接的新型航天器架构,可以灵活实现在轨组装与自重构以满足不同任务需求。但是,基于传统电连接器的电气互联方式无法适应模块化航天器间灵活交汇对接与快速分离需求。针对上述问题,文章建立了基于感应耦合式双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构,根据地面演示验证需求分别设计了能源核航天器和载荷任务航天器电源系统参数,然后根据各模块化航天器间非接触供电需求,设计了双向无线能量传输单元参数,最后通过地面演示试验验证了基于双向无线能量传输的微纳聚合体航天器电源系统架构可行性,单级无线能量传输功率在20W~30W时传输效率稳定在75.8%以上,通过效率优化提升至95%以上,将可实现四个基本单元航天器的多级功率传输。

锂电池叉车动力锂电池组散热系统设计与验证

为保障新能源汽车动力锂电池组在电动叉车上的快速推广及可靠应用,研究设计一套极简的叉车动力锂电池组散热系统,解决电动叉车循环高温工况及低压大倍率充放电特性下的动力锂电池组高温问题及循环寿命大幅降低问题变得尤为重要。通过对电动叉车搭载动力锂电池组的热性能仿真分析,对车架结构及动力锂电池组进行了优化设计,保障了动力锂电池组在电动叉车系统中应用的可靠性。通过电动叉车典型工况的模拟试验验证,保障了动力锂电池组在高温环境下运行时,热平衡时的温度能维持在合理的温度区间下工作,避免了电池高温问题以及高温对电池寿命的影响。为电动叉车批量化搭载动力锂电池组进行推广应用提供了有力保障。

复杂设备多领域仿真和验证协同系统设计

为实现复杂设备的高效研发,基于某公司的仿真流程与仿真数据管理平台SDM产品建设一套系统来管理复杂设备的设计、仿真及验证过程。系统包含了对仿真工具的封装集成,对研发任务的管理与执行,对仿真数据的组织与管理,对仿真知识的管理及共享。通过系统管理方式与现有的以人工处理为主的设计、仿真和验证工作方式对比,使用系统集成方式效率可大幅度提高,系统的使用提高了复杂设备的设计、仿真和验证效率,积累沉淀了复杂设备的设计成果。

燃料电池发动机水热管理系统设计、仿真与试验验证

燃料电池水热管理系统是维持燃料电池发动机水热平衡的核心系统,其流量、温度、压力分布等都对燃料电池发动机的性能、功耗和可靠性有着重要的影响。基于某额定功率120kW的燃料电池发动机,从系统功能和性能最优的角度给出了架构方案设计、零部件选型匹配的理论依据,根据相关设计输入和设计目标要求,借助一维仿真软件FloMaster进行了水热管理系统的建模、仿真与结果分析,评估了系统在不同工况下流量、压力、温度和流速的分布,并通过台架试验手段进行了验证。仿真与试验结果表明,在系统额定工况和怠速工况点,水泵流量、电堆进出口温差、电堆入口温度等关键技术指标均满足系统目标需求。

基于Tecnomatix的T型汽车柔性切换系统设计及仿真验证

为提升汽车白车身焊接生产线的柔性,提出一种T型汽车柔性切换系统。首先,研究了T型汽车柔性切换系统的组成及各组件的工作过程,提出了切换(2N+1)种车型的目标;其次,研究了T型汽车柔性切换系统的动力和传动部分,确认了电机参数及导向和定位方案;再次,提出了T型汽车柔性切换系统的模块划分和接口部分设计,得到模块划分图;最后,利用Tecnomatix环境仿真T型汽车柔性切换系统的工作过程,结果表明,T型柔性切换系统的方案设计合理,可以实现(2N+1)种车型的切换。

汽车电子控制系统安全设计的形式化验证

汽车电子控制系统已成为现代汽车的核心组成部分,因此,深入研究汽车电子控制系统安全设计和验证方法有助于提高车辆安全性能,增强车辆竞争力。本文阐述了汽车电子控制系统安全性的重要性,探讨了当前汽车电子控制系统安全设计和验证方法的局限性,以及汽车电子控制系统安全设计的形式化验证方法,形式化验证方法能够有效地在产品设计早期识别和消除潜在的问题和安全隐患,为汽车电子控制系统的安全设计和验证提供了新的思路。

先进制程芯片在轨飞行验证通用系统设计

中国空间站的建立为国产先进制程芯片提供了真实的在轨飞行验证条件。为实现不同种类、不同型号国产先进制程电子元器件在空间辐射环境中的验证,设计了一种通用的在轨飞行验证系统。系统采用“主控单元+试验单元”的平台架构,运用在轨可更换模块和可重构的系统设计,支持航天员定期在轨更换试验模块以完成验证任务的在轨升级。文中给出系统的硬件设计、软件数据管理机制以及在轨飞行验证结果。结果表明,该系统设计有效,成功完成了16 nm FinFET、28 nm亿门级FPGA、高速DAC等10类20余款国产先进制程芯片的在轨工作监测,可为国产先进制程芯片空间适用性研究提供参考。

陆地生态系统碳监测卫星控制系统方案设计及在轨验证

陆地生态系统碳监测卫星(句芒号)主要用于陆地生态系统碳监测、陆地生态和资源调查监测、国家重大生态工程监测评价等,句芒号卫星控制分系统设计了高精度的姿态确定、高稳定的姿态控制算法和混合轨迹规划姿态机动算法.针对载荷对月定标的需求设计任意时刻经过任意惯性空间位置的惯性扫描模式,针对卫星自主任务规划的需求,设计一种基于地表模型图的星下点地表属性预报方法和高精度的火点视线指向地理经纬度计算方法,并为火点检测敏感器提供了太阳天顶角、卫星天顶角、相对方位角等云判辅助信息火点位置的实时动态预报,在轨实现了高可靠的敏感器火点指向计算和伪火点剔除.根据卫星在轨运行数据,给出相应指标实现情况,对姿态控制系统的方案和指标满足情况进行在轨验证.

基于水模体验证自主设计新型阴道宫颈固定系统的位置准确性和重复性

目的:基于水模体,用KVKV和CBCT验证自主设计的新型阴道宫颈固定系统的位置准确性和重复性。方法:新型阴道宫颈固定系统由体内和体外系统组成,体外系统由与底板固定的刻度尺、真空袋和腹部热缩膜构成;体内系统由圆柱形阴道固定器+宫腔管组成,内含4个钛合金标记点。水模体(40 cm×30 cm×20 cm)CT扫描层厚为1.25 cm,图像导入Monaco(v5.11)计划系统,分别以4个标记点为摆位等中心,在加速器分别行KVKV和CBCT验证,每个标记点两种模式各扫描5组(各20组图像),验证其位置准确性和重复性,并比较两种验证模式差异。结果:KVKV和CBCT总的垂直、头脚、左右方向位移分别为(0.10±0.05)cm vs(0.09±0.06)cm、(0.11±0.06)cm vs(0.10±0.05)cm、(-0.10±0.06)cm vs(-0.10±0.05)cm,两种验证模式的差异无统计学意义(P>0.05)。位置偏差的绝对值最大值为0.2 cm(频率≤17.5%),其余的偏差绝对值均≤±0.1 cm。KVKV与CBCT偏差的差值均≤±0.1 cm。结论:自主设计的新型阴道宫颈固定系统具有良好的位置准确性和重复性。KVKV验证相对于CBCT验证具有分辨率高、伪影小和时间短的优势,推荐优先使用KVKV进行验证,若需再行CBCT局部验证。

激光测角装置光学系统设计与验证

首先对激光测角原理进行了分析介绍,结合激光测角装置大瞬时视场、大线性区范围和高测角精度的要求,通过研究和分析激光测角装置光学系统像差控制方法,针对特定激光测角装置光学设计要求,通过对光学系统设计参数的分解,利用光学设计软件设计了一套激光测角装置光学系统,针对设计结果提出全面的设计结果评价方法,分别对光斑直径、光斑圆规则度、畸变、能量分布均匀性等设计结果参数进行评价,并利用设计的验证方法对测角范围、线性区范围和测角精度进行仿真验证,仿真验证结果表明设计光学系统测角范围可达±18°,线性区范围可达±7°,测角精度小于3 mrad,满足测角装置对测角范围、线性区范围和测角精度的要求。

基于IP复用的片上级系统的构建与验证

以一款基于IP复用的片上级系统(SHU-MV07)的设计过程为具体对象,介绍了多个IP核嵌入同一个系统所遇到的问题和解决方法;不仅给出每个IP核的嵌入方案,而且给出了整个片上级系统的验证方法;对于由模拟的IP核的嵌入而带来的验证问题,提出了一种基于NanoSim的混合信号条件下的全芯片级的验证方法;采用本方法验证了数模混合系统级的芯片(SHU-MV07)的时间大大缩短,并且通过了流片一次成功,证明了本方法的有效性。

降低系统芯片中跨时钟域设计和验证复杂度的方法

在系统芯片设计中,直接采用现有的跨时钟域信号处理方法不仅设计复杂度高而且验证难度大。为了解决这个问题,将跨时钟域设计与功能设计完全分离,在每个通信接口部件中采用独立的、专用的跨时钟域处理模块统一解决跨时钟域信号的传输问题,并通过封装点对点通信接口和合并处理同一方向的跨时钟域信号,将需要处理的跨时钟域信号的数量减少为方向相反的2组。实验结果表明,该方法能够有效降低跨时钟域设计的验证难度和系统芯片的设计复杂度,并且不会明显增加功能部件的传输延迟和面积开销。

片上系统设计中软硬件协同验证方法的研究

讨论一种面向片上系统(SOC)设计的基于指令集模拟器和硬件模拟器的软硬件协同验证方法。该方法能够在SOC设计的早期对整个系统功能进行验证,能够为设计者提供一个纯虚拟的软硬件协同验证环境。重点讨论协同模拟过程中软硬件交互事件的产生和处理方法,以及软硬件模拟器之间的同步和优化方法,并且给出了事件驱动硬件模拟器的协同模拟控制算法。最后给出了一个基于ARM7TDMI的设计验证实例。

嵌入式微处理器片上调试系统的设计和验证

为了尽可能保持芯片原有体系结构,综合基于软件监控和基于JTAG的2种方法,提出扩展嵌入式处理器片上调试系统的完整解决方案。该系统包括PC端的开发环境IDE、命令转发与控制子系统Probe和支持JTAG标准的目标CPU等部分。通过软硬件协同设计和验证,确保系统划分正确,子系统协调工作,并缩短了调试系统的开发周期。

核电厂数字化仪控系统设计验证技术研究及应用

数字化仪控系统在新建核电厂和现有核电厂的改造中得到了应用,为了确保最终的数字化仪控系统满足要求的可靠性和可用性,需要在系统全生命周期(可划分为系统需求设计阶段、设备开发阶段、安装与调试阶段和运行与维护阶段)中开展全面的测试和验证活动。为降低核电厂数字化仪控系统由于系统设计缺陷导致后续系统设备开发等阶段变更的风险和成本,设计验证工作应由独立于设计人员的验证人员尽早采用适宜的方法开展。本论文主要针对核电厂数字化仪控系统需求设计阶段验证技术开展研究,通过对国内外核电厂设计验证相关法规标准要求的研究,以及核电厂数字化仪控系统运行过程中发生的设计缺陷导致的故障原因分析,明确了核电厂数字化仪控系统设计验证应关注的要点,给出了设计验证的实施方法。最后本文对工程实践中的静态验证和动态验证实施流程进行了说明。

系统级芯片设计语言和验证语言的发展

由于微电子技术的迅速发展和系统芯片的出现 ,包含微处理器和存储器甚至模拟电路和射频电路在内的系统芯片的规模日益庞大 ,复杂度日益增加。人们用传统的模拟方法难以完成设计验证工作 ,出现了所谓“验证危机”。为了适应这种形势 ,电子设计和验证工具正在发生迅速而深刻的变革。现在基于 RTL 级的设计和验证方法必须向系统级的设计和验证方法过渡 ,导致了验证语言的出现和标准化 ,本文将对当前出现的系统级设计和验证语言进行全面综述 ,并论述验证语言标准化的情况。分析他们的优缺点和发展趋势。最后简单评述当前的验证方法 ,说明基于断言的验证是结合形式化验证和传统模拟验证可行的途径。

基于Cortex_M3内核的SoC芯片软硬件协同验证平台设计实现

片上系统(System on Chip,SoC)一般包括可配置的通用IP核和用户自行设计的专用IP核组成的系统[1]。SoC芯片的规模、复杂度和集成度日益增加,芯片验证的时间占据了整个研发周期的三分之二,验证的充分性有效地保证了芯片投片的成功率[2]。在基于处理器IP设计构建出SoC芯片系统后,如何对系统架构和各功能进行验证的复杂度也在不断提高。在SoC芯片设计阶段的验证,通常分为两个阶段来进行验证。第一个阶段是在设计初期,使用软硬件协同仿真技术进行早期验证与开发,在此过程中主要是利用仿真技术对硬件系统功能进行验证以及设计漏洞的调试,是SoC设计中非常重要的环节。

可编程系统芯片的设计和验证

为了嵌入式系统的软件开发,基于嵌入式处理器的解决方案必须得到一套完整的软件设计工具包的充分支持。从软件工具支持角度看,完成SoPC设计需要多种工具,包括传统的硬件设计工具、嵌入式软件设计工具、新的系统级设计工具、建模支持工具和调试工具,硬件/软件的交互验证以及其它的ASIC验证技术也是SoPC设计人员需要掌握的重要技术,使用它们能够充分实现SoPC的优点。

1300 MW级核电汽轮发电机通风冷却系统设计及试验验证

对1300 M W级核电汽轮发电机通风冷却系统进行介绍,采用等效网络节点法对整机通风系统的压力和流量分配进行计算,并采用等效热路法对发电机主要部件的温升进行计算。同时,通过厂内型式试验,对该发电机通风冷却系统的关键参数(发电机总风量、风扇压力和部件温升等)进行了测量。结果表明,试验值符合设计预期,与设计值的偏差均在合理范围内,该通风冷却系统可以保证发电机长期、可靠运行。

DP-3动力系统优化设计与海上试验验证技术

本文主要研究基于DP-3动力定位相关动力系统的优化设计,并介绍了海上试验验证技术。文章首先介绍了DP-3的原理和作用,然后分析了目前的故障隔离方式及其不足之处,并针对这些问题提出了相应的解决方案。