一种简单的低成本航姿系统标定及修正方法

在对低成本航姿系统进行加速度计与磁力计的标定中,通常磁力计的信噪比更低,仅使用椭球拟合法标定传感器误差参数结果是不够精确的;为了提高标定结果的准确性,提出了一种在多位置条件下基于椭球拟合约束和点积法的误差参数标定及修正方法;首先,在静态多位置下获取15对低噪声的测量数据并进行椭球拟合标定,其次,用补偿后的磁力计数据分布特征构建椭球约束条件,通过点积法计算地磁矢量与水平面夹角,并以其均方差来量化修正效果,对磁力计中可观性差的轴间不正交误差参数和传感器间非对准误差参数进行修正,最终提升标定效果;仿真和实测的试验结果表明,在同等椭球拟合约束下,该方法相比于独立使用椭球拟合法和点积不变法,地磁矢量与水平面夹角的均方差下降了25%以上,且具有简单易用的特点。

基于DDS技术的多普勒信号模拟器设计

在外场试验条件下对弹丸速度进行测量,不仅测量成本高、周期长,而且在试验条件不允许的情况下,也无法完成对测试系统的验证,针对这些问题,提出了一种基于DDS技术的多普勒信号模拟器设计方案;根据其基本工作原理,硬件上进行了单片机最小系统和DDS最小系统的设计,软件上利用LabVIEW软件构建了虚拟控制平台,并详细分析了系统的控制字和控制时序;结果表明,设计的DDS多普勒信号模拟器整机结构简单,用户可操作性强,且容易升级,可广泛应用于测速雷达及其相关测试平台的检测。

活细胞浓度和电导率测量系统设计

为了观察和记录生物活体的生长过程,设计了一种活细胞浓度和电导率测量系统。系统总体设计方案主要包括系统硬件设计、控制逻辑设计和上位机软件设计,硬件设计部分包括激励信号源的硬件组成、信号调理电路设计和采集传输电路设计,控制逻辑设计部分主要包括激励信号源工作模式配置、采集传输逻辑设计,通过对测量值与介电常数、活细胞浓度以及电导率之间关系的分析,系统的介电常数测量范围可以达到400 pF/cm,电导率测量范围可以达到40 mS/cm。测试结果表明,系统中各个模块均能稳定工作。

基于共线外差干涉的波片相位延迟的测量系统

通过共线光外差系统对光波所携带相位信息的精密检测,以及对波片光轴在入射面内的不同方位时寻常光(即o光)和非常光(即e光)的传播特性的理解,搭建了共线光外差测量系统对波片的相位延迟进行测量.实验结果表明该测量方法的测量精度达到±0.5°,并通过对光线斜入射时波片相位延迟的检测对该方法进行了验证.

基于自由基对理论的仿生磁航向传感技术

针对国内外的最新研究进展,本文分别从生物地磁导航的磁感应机制发展、不同磁敏材料的合成制备、磁敏材料的磁场效应检测及其灵敏度的提升等3个方面进行了详细的分析论述,着重对不同种磁敏材料的磁敏性能以及各自在响应磁场大小及方向上的优劣作了对比与分析。最后,在此研究的基础上总结了目前生物地磁导航研究所面临的困难及其发展前景。未来对满足磁感应机制的磁敏分子的更深一步研究将进一步推动仿生磁传感技术的发展,并最终走向实际应用。

弹地高速传输系统优化设计

针对弹地传输系统在长距离传输过程中信号会产生衰减和干扰的问题,文中提出一种软硬件相结合的弹地高速传输系统。硬件电路中加入均衡和驱动芯片补偿信号的衰减,通过阻抗匹配减少耦合的影响,提高整个传输链路的传输质量,使接收到的信号波形更完整;在软件优化方面,采用8 B/10 B编码平衡传输数据中“0”和“1”的个数,通过CRC校验验证传输数据的正确性。采用的重传机制中加入包计数,通过识别发送的指令类型以及对应的包计数,有效地判断下一步应该传输的数据包;通过计算获取指令的时间,保证系统可以响应重传;通过对硬件电路和软件逻辑的双重优化,提高传输链路和传输系统的可靠性。验证结果表明,所设计的弹地传输系统在传输LVDS串行数据时,出错位为0,误码率为0,没有丢帧现象。

弹光调制测Stokes参量研究及仿真

为了获取目标的偏振信息,设计弹光调制(Photoelastic Modulator,PEM)互差频调制的新型偏振测量方法。该方法将三个PEM分别工作于数值略有差异的三个不同的频率上,对偏振光进行差频调制,产生载有偏振信息的低频分量,最后通过锁相放大即可同时实现四个斯托克斯偏振参数测量,斯托克斯参量可全面描述光束的偏振态。该方法不仅保留了原有弹光调制器偏振测量的优点,并且克服了现有方法无法用阵列探测器有效采集及调制频率高等缺点,同时给出利用MATLAB模拟仿真实现Stokes参量测量的过程。通过理论分析及仿真结果证明了该方法的可行性。

微波多层印制板带通滤波器

为了让滤波器小型化,提出基于微波多层印制板技术的带通滤波器实现方法。利用过孔将微带线与设计在层中的滤波器连接,最后得出滤波器的测试值与仿真结果一致,达到较好的预期结果。

基于嵌入式设备应用的CNN加速器的设计研究

基于高层次综合工具设计了卷积加速电路,并根据加速电路的特性提出了卷积分解的优化方法,实现了一个适用于各种网络结构的高性能的卷积神经网络加速器。最后,选取Xilinx公司的PYNQ-Z2开发板对设计好的CNN加速器进行性能检测。测试结果表明,所设计的CNN加速器在运行手写数字识别网络时的计算速度能够达到37.63 frame/s,相对于PYNQ-Z2开发板上的嵌入式ARM处理器实现了42.1倍的加速效果。在计算精度上,硬件与软件的计算精度基本保持一致,都达到了98%以上的识别准确率。加速器运行手写数字识别网络时的平均功耗约为1.825 W,功耗效率为20.62 frames/J,完全满足低功耗设计要求。

无人值守无线传感器网络电源系统管理

无人值守无线传感器网络是当前通信和计算机领域研究的热点之一,具有十分广阔的应用前景。文章阐述了无线传感器网络的概念,以无线传感器网络的网络节点为研究对象,重点阐述了网络节点的基本结构和能耗状况,详细描述了无线传感器网络电源管理的微处理器控制以及软件控制流程。

时差定位模型与定位精度分析

讨论目标的定位精度通常只关心定位求解模型的选择,而忽略接收站的几何配置;通过对定位模型与定位精度之间依赖关系的深入研究,具体分析较少接收站情况下不同定位几何模型对目标定位误差的影响,给出了时差定位体制下几种不同的定位几何模型,并对不同的定位模型进行了误差分析,及对影响定位精度的误差来源和定位精度评价指标进行了分析。仿真结果可供工程参考,并指出多点定位工程应用中模型选择应注意的问题以及解决这一问题的可行性思路。

偏振编码中光信号的偏振信息获取方法

为了解决非线性效应与偏振模色散问题所引起的巨大功率代价,对基于偏振的编码技术进行了研究。提出了一种基于三弹光互差频偏振调制的偏振信息获取方法,该方法克服了现有方法无法用阵列探测器实行有效采集及调制频率高等缺点;给出了MATLAB仿真及实验验证结果,证明了该方法在理论及实际中的可行性。

Chan算法和Taylor级数混合算法的微震源定位方法研究

在震源定位中,提高定位精度是工程研究的重点。结合Chan算法和泰勒级数展开法的优点,提出了一种基于Chan算法初值选取与泰勒级数展开法精确迭代的震源定位方法。该算法充分发挥了Chan算法初值估计性好和泰勒级数展开法收敛速度快的优点,将Chan算法的定位结果作为Taylor级数展开法的初始值。仿真结果表明,在参数设置合理的前提下,相比Chan算法和泰勒级数展开法,该混合算法性能稳定且定位精度高于Chan算法与泰勒级数展开法。

基于HLS工具的CNN加速器的设计与优化方法研究

基于软硬件协同设计的思想,利用HLS工具,在PYNQ-Z2平台上设计并实现了一个卷积神经网络加速器,对卷积运算采用矩阵切割的优化方法,均衡了资源消耗和计算资源,使得加速器的性能达到了最优。利用MNIST数据集对加速器IP核进行性能测试,实验结果表明:对单张图片的测试,该加速器相对于ARM平台实现了5.785的加速效果,对于1000张图片的测试则可达到9.72的加速效果,随着测试图片数量的不断增加,加速器的性能也将越来越优。

光纤数据测试与传输系统

本文针对数据在传输过程中,如何保证其完整性和准确性的问题,设计了光纤数据测试与传输系统。该设计分为前端及后端两个子系统,前端负责数据采集、测试与显示,通过光纤进行数据传输,后端的功能为接收数据和实时显示,并实现数据的保存。实验结果表明,该系统在电磁干扰强、传输距离远的情况下可以很好地保证数据的稳定、可靠。

基于PXI总线的毫米波雷达信号模拟器的设计与实现

文章设计了一个基于PXI总线的毫米波雷达信号模拟器,通过对实际采样信号进行仿真分析建立毫米波雷达信号模型,进而模拟实际环境中不同频率范围、不同参数特性的毫米波雷达回波信号。重点介绍了信号的仿真模型建立及基于PXI6711板卡的信号生成。测试结果表明,该模拟器具有模拟频率范围广、功能扩展性强、方便携带等特点,可广泛应用于雷达及其相关测试平台的检测。

嵌入式Linux下串口应用编程

本文详细介绍了嵌入式linux下串口应用编程,详细介绍了串口设置的步骤,可以更好的理解串口的工作原理。

基于ARM9和嵌入式Linux的字符驱动程序开发

本文介绍了嵌入式linux下字符驱动程序的设计,详细介绍了驱动程序的编写步骤,对于编写复杂的驱动程序有一定的帮助。

弹光调制器准单色光波偏振测量与仿真

弹光调制器(Photoelastic Modulator,PEM)互差频调制的新型偏振测量方法,能够同时实现三个斯托克斯光谱偏振参数测量,克服了现有方法的无法用阵列探测器有效采集,调制频率高的缺点,保留了原有弹光调制器偏振测量的优点。文章以光学系统的准单色光的偏振特性以及常用的偏振分析方法为基础,引入了Stokes矢量来表示入射光波的偏振特性。分析了弹光调制器实现偏振测量新方法的原理,利用三个弹光调制器工作在互相差异的频率上,对偏振光进行差频调制,产生载有偏振信息的低频分量,再通过锁相放大即可得到偏振信息,并给出利用MATLAB模拟仿真实现Stokes参量复原的过程。理论分析及仿真结果证明了该方法在理论上的可行性。

基于PSD的高精度微位移测量系统研究

为实现对古斯-汉欣位移的精确测量,设计了一个以一维PSD为核心的位移测量系统。根据PSD的原理和特性设计了后续的信号处理电路,STC89C52通过12位AD芯片TLC2578采集PSD输出的位置信号,经过处理传输到液晶LCD1602,再通过USB接口传输到上位机,以两种方式进行位移值显示,从而完成测量。实验结果表明,该系统在中心的测量精度较高,边缘的测量精度较低,测量误差在±10μm内。设计的系统不仅可用于对古斯-汉欣位移的测量,也可以用于其他微位移测量的实验中。