基于IODELAY原语SAR载荷模拟器延迟单元设计

针对星载合成孔径雷达中数传分系统测试时，需要进行接收数据时序拉偏测试需求，提出一种基于FPGA原语的SAR载荷模拟器延时单元设计方法，该延迟单元采用IODEIAY原语，通过时序约束实现正反向时钟与数据时序拉偏功能，同时分析了FPGA内部逻辑资源约束对时序拉偏功能的影响；仿真与试验结果表明，基于该延迟单元的SAR载荷模拟器时钟与数据时序调整范围可达-6-6ns，步进1ns，系统运行稳定，满足设计要求。

一种磁力载荷模拟器的设计和研究

在研制10MW高温气冷堆氦气透平发电系统(HTR-10GT)过程中,需开展透平压气机转子的动力学性能试验。为了模拟透平压气机转子在运转过程中受到的气动力和不平衡力,需对转子施加一定载荷。本文介绍了一种磁力载荷模拟器的设计,该载荷模拟器采用与磁力轴承相似的技术,通过电流产生磁力直接在模拟转子上加载轴向和径向载荷。磁力载荷模拟器包括轴向载荷模拟器和径向载荷模拟器两部分,轴向气动力载荷用轴向载荷模拟器模拟,叶片气动周向力载荷和不平衡力离心载荷用径向载荷模拟器来模拟。轴向载荷模拟器可施加载荷设计值为10kN,径向载荷模拟器载荷设计值为715N,气隙均为1mm。通过分析计算,磁力载荷模拟器完全可满足本试验中的加载要求。同时,磁力载荷模拟器可灵活加载,在线加载,快速改变载荷大小和形式,为电磁轴承的应用开发了一个新领域。

核燃料换料机载荷模拟器的设计与应用

分析了核燃料换料机载荷系统称重传感器及信号变送器的原理,结合称重传感器桥式电路的特点,通过改变桥式电路的电位差,设计了一种载荷模拟器,以满足核燃料换料机载荷试验的需要。该模拟器采用电缆插头接入载荷系统,通过设计的开关,灵活开启/关闭,并实现粗调和微调功能,该载荷模拟器不仅适用于核燃料换料机,还适用于其他载荷测量领域,并且对基于桥式电路原理设计的电子传感器均适用。

持续载荷飞行模拟器过失速机动过载模拟

对新型的持续载荷飞行模拟器(SGFS,Sustained G-load Flight Simulator)模拟过失速机动过载的方法进行了研究.针对过失速机动中飞机角运动剧烈的特点,推导了考虑飞机转动带来的附加过载的飞机飞行员过载计算公式.在SGFS过载模拟数学模型中应用此公式,以典型的过失速机动动作.Herbst机动为例,对机动时的飞行员过载进行了仿真研究.仿真中SGFS能够较精确地跟踪输入的飞行员三轴过载指令,最大误差小于0.2g.研究结果表明:过失速机动时飞机转动引起的附加过载不可忽略,同时也表明SGFS可较好地用于对过失速机动飞行员过载的模拟.

持续载荷飞行模拟器控制算法设计研究

为解决持续载荷飞行模拟器角运动感知与视景感知不相匹配的问题,对持续载荷飞行模拟器控制算法进行研究。对持续载荷飞行模拟器控制系统进行了数学推导;构建了人体角运动感知与旋转线性加速度和角加速度之间的关系模型,提出基于人体角运动感知模型的持续载荷飞行模拟器控制算法,使持续载荷飞行模拟器与仿真飞机角运动相匹配。仿真结果验证了所提出的控制算法可以有效解决飞行员角运动感知与视景感知不相匹配的问题,提高持续载荷飞行模拟器仿真逼真度。

持续载荷飞行模拟器控制方程参数优化研究

为提高持续载荷飞行模拟器仿真逼真度,解决持续载荷飞行模拟器角运动本体感知与视觉感知错配问题,对持续载荷飞行模拟器控制方程参数优化问题进行了深入研究。介绍了持续载荷飞行模拟器仿真原理,构建了持续载荷飞行模拟器控制方程。基于人体感知模型设计了的持续载荷飞行模拟器控制方程参数优化算法,给出了控制方程参数优化的具体流程。通过仿真实例验证了所提出控制方程参数优化算法的可行性和有效性。研究结果可为持续载荷飞行模拟器控制算法设计提供参考。

柔性甲板模拟器设计及在冲击试验中的应用

舰船设备的抗冲击性能对其安全性和可靠性有着重要的影响。为了使冲击试验能准确反映设备的抗冲击性能,有必要加装柔性甲板模拟器,以便更好地模拟设备实际安装处的冲击环境。经过设计原理的阐述,确立数值分析方案,并将其结果应用到某型设备的冲击实验中,用于模拟作用在船底的水下爆炸产生的冲击能量经船体结构向上层甲板的传递。实验结果表明,根据规范设计的冲击输入满足设计要求,而柔性甲板模拟器的使用能更好地模拟设备实际安装位置的冲击环境,可以在舰载设备的冲击试验中推广使用。

持续载荷飞行模拟器过载模拟新原理

先进战斗机空战机动时产生的持续性高过载会严重危及其飞行安全。为了能够在地面开展高过载的飞行员飞行训练,需要对新型持续载荷飞行模拟器(SGFS)持续性过载模拟的新原理进行研究。首先分析了SGFS过载模拟的新机理,系统地推导了相关的计算公式,在此基础上建立了SGFS过载模拟的数学模型。为了考察SGFS对单轴及多轴过载的模拟能力,分别对梯形过载指令及飞机全滚机动时的飞行员3轴过载进行了数值仿真,并研究了过载模拟时SGFS的运动规律。仿真结果验证了所建立的SGFS数学模型的正确性,同时表明SGFS可对实际飞行时的飞行员3轴持续性过载进行精确地模拟。

基于FPGA的SAR数据源时序测试设计与实现

针对星载合成孔径雷达(SAR)中数传分系统接收数据时序测试需求,设计一种SAR数据源系统,以FPGA构建数据处理单元,完成仿真数据存储、钟码关系合成以及BIT等功能,并设计通讯单元与输出接口单元完成人机交互与LVDS数据发送。同时,针对钟码关系拉偏测试需求,提出一种基于原语的延时单元设计,采用IODELAY原语通过时序约束实现正反向时钟拉偏功能。结果表明,系统具备时序拉偏测试功能,钟码关系调整范围可达-8～8 ns,步进1 ns,运行稳定。

基于FPGA的SAR数据源时序测试设计与实现

针对星载合成孔径雷达（SAR）中数传分系统接收数据时序测试需求,设计一种基于FPGA的SAR数据源系统,该系统以XC5VLX330T为核心构建数据处理单元,完成SAR仿真数据存储、钟码关系合成以及BIT等功能,并设计通讯单元与输出接口单元完成人机交互与LVDS数据发送.同时,针对数传分系统钟码关系拉偏测试需求,提出一种基于FPGA原语的延时单元设计方法,该延迟单元采用IODELAY原语,通过时序约束实现正反向时钟拉偏功能.仿真与试验结果表明,SAR数据源具备时序拉偏测试功能,钟码关系调整范围可达-8m至8m,步进1m,系统运行稳定,满足设计要求.

转子跌落保护系统试验台架的设计和研究

高温气冷堆核电站的主氦风机采用电磁轴承支承转子,其中的辅助轴承用于当电磁轴承失电后临时支承高速跌落的转子,保护电磁轴承和转子系统的安全。辅助轴承采用滑动轴承的形式,在跌落期间因摩擦系数高、发热量大,较易损坏。本文研究一种气动保护装置,采用动静压结合的气体轴承技术,在转子发生跌落时对辅助轴承进行一定保护。设计了专门的试验台架以验证保护系统的可靠性。为模拟转子跌落时对保护轴承的冲击,设计了一种采用与电磁轴承原理类似的电磁载荷模拟器。这种电磁载荷模拟器通过电流产生的电磁力可直接在模拟转子上加载轴向载荷,其设计最大载荷为110kN,定转子间隙为1mm。通过计算校核表明,该模拟器可满足试验要求。

基于半实物仿真的水面无人艇测试系统构建方法

水面无人艇是一种新型无人自主作战舰艇,能够通过任务设定、预规划航路、搭载不同的任务载荷,完成多种任务,包括警戒巡逻、侦察监视、反潜反水雷等。由于水面无人艇对工作环境要求较高,因此为了能够在实艇海上试验之前,在实验室条件下进行充分的测试,提出一种基于半实物仿真的水面无人艇测试系统构建方法,测试系统基于由实物岸基航行任务指挥控制台、艇上信息处理设备组成的航行任务系统,以及利用仿真的无人艇综合导航模拟器、任务载荷模拟器,结合可靠性、安全防护性能测试等配试工具,搭建实验室条件下的测试用例运行环境,开发测试用例生成工具、测试用例分类存储工具、测试用例抽取工具、测试环境配置工具、测试数据分析、评估等工具,完成测试系统的搭建。结果表明本文构建的半实物仿真测试系统能够达到对无人艇的测试效果,并提高测试的效率。

基于改进SFAM多分类器的SLFS逼真度评估

持续载荷飞行模拟器(SLFS),是飞行模拟器从"无持续载荷模拟功能"到"有持续载荷模拟功能"的技术跃升,能够实现逼真的模拟实战飞行训练。因为有了持续载荷模拟功能,人体感知模拟环节提升到核心地位,逼真度评估方法必须与之相适应。利用数据挖掘中分类算法对模拟器的开环逼真度和闭环逼真度按不同权重进行层次评估。简化自适应谐振神经网络(SFAM)具有优良的分类性能和更快的收敛速度,但也存在当输入模式类属间差距较大时分类出错以及分类稳定性的缺陷。为了改善网络性能,采用自适应警戒参数的方法对网络进行优化;采用多SFAM分类器集成复合的方法克服分类缺陷。经试验,改进的多SFAM分类器在对影响持续载荷模拟飞行逼真度的各种因素分类过程中表现了较高的分类精度,是一种有效的适应持续载荷飞行模拟器的逼真度评估方法。