基于深度卷积神经网络的汽车图像分类算法与加速研究

在非法占用公交车道违规车辆等领域的边缘计算与识别中,针对基于深度卷积神经网络的图像物体分类算法模型算力需求大与边缘设备部署后有限资源的突出矛盾,如何设计边缘计算设备的加速单元以保证分类算法的精度与实时性具有重要意义。针对上述问题,提出一种基于深度卷积神经网络的公交分类算法,该方法在现场可编程逻辑门阵列上实现了公交车图像分类算法的加速。通过基于迁移学习方法对ResNet50预训练模型进行微调,采用嵌入式端的推理加速实现对模型的推理,并对FPGA加速方案进行推理部署实现。结果表明,该算法具有硬件配置灵活、信息处理加速快的优点,这为实现神经网络在嵌入式平台的高效、高速应用提供了有效解决方案。

全角半球陀螺谐振子结构设计研究

围绕全角半球谐振陀螺的典型使用环境特征,对谐振子结构方案进行了深入研究。仿真分析了“等壁厚”“上薄下厚”“上厚下薄”3种结构方案的振动特性差异,发现在谐振子平均尺寸相同的情况下,“上厚下薄”方案的工作频率最高,相邻模态频率间隔最大,且受冲击影响最小。进一步,定量仿真分析了内球面半径、内圆角半径及内支撑柱直径等结构参数对“上厚下薄”谐振子振动特性以及抗冲击性能的具体影响,为陀螺的设计加工提供了有效参考。

基于HALT方法的光纤陀螺用Y波导可靠性试验研究

Y波导集成光学器件(以下简称Y波导)作为光纤陀螺的核心部件,其可靠性对光纤陀螺整体的可靠性有很大影响。为了快速作出Y波导的可靠性及寿命估计,使用高加速寿命试验(HALT)的方法开展Y波导可靠性和寿命估计的研究,研究环境因素(高温、快速温变以及高湿等)对Y波导性能的影响,结果表明高温会显著影响Y波导性能,且Y波导的高温破坏极限为150℃,工作极限为130℃,主要影响的参数是插入损耗和分束比。使用120℃的条件进行Y波导的高加速寿命试验,得到Y波导在120℃的寿命约为1120 h,等效于25℃的93年寿命,并根据失效数量随时间的变化绘制出了可靠性浴盆曲线。完成了对Y波导的可靠性评估和寿命估计。

面向电容式微机电加速度计的接口噪声分析和数字闭环技术研究

优化电容检测接口并采用力反馈控制方案能够在不影响表头敏感结构的情况下,通过改变环路参数提高加速度计的信噪比,改善加速度计性能。基于一款阵列式差分电容的加速度计敏感结构,在等效电容模型的基础上,通过电容检测接口电路的搭建与输出信号的频谱分析,验证了单载波电容检测电路具有更出色的输出信噪比。后级采用STM32H743VIT6微处理器实现调幅信号的数字解调,经PI控制算法调节后作为反馈电压施加于可动极板,实现了加速度计的数字闭环控制。实测结果显示,闭环状态下加速度计的速度随机游走(VRW)为57μg/Hz1/2,与开环状态相当,而零偏稳定性则从开环状态的184μg改善至58μg,验证了单载波调制型电容检测接口和力反馈控制技术对提升加速度计静态性能的具体效果。

基于光伏直流微电网的混合电解制氢协调控制研究

鉴于光伏发电功率波动频繁且波动幅度大,电解制氢系统不能快速响应。本文提出一种基于光伏直流微电网的多方式电解制氢方案,对分布式光伏发电微网模式下电氢耦合系统控制策略进行研究。本文所提出的构想有利于减少动态弃光,改善运行的平稳性,完成电氢耦合的整体源网荷的实时功率平衡,提高电氢耦合系统整体能效水平和经济性。

结构参数对弹上电子设备双层减振系统减振性能的影响规律研究

针对弹上电子设备双层减振系统结构参数设计问题,研究了一二级减振系统的频率比、质量比、阻尼比对双层减振系统在随机振动激励下的绝对加速度响应峰值、全频段的加速度响应均方根值、高频段的加速度响应均方根值、相对位移响应均方根值、耦合频率等动力学参数的影响规律,得出一般性的结论,并探讨了双层减振技术的应用,可为弹上电子设备双层减振系统的减振性能设计提供理论支撑。

惯导系统舵机控制回路自动化测试数据采集与处理的设计与实现（上）

本文主要针对飞行器惯性导航系统舵机控制回路动态过程自动化测试的数据采集与处理进行了研究。并根据实现中产生的问题提出相应的处理方法，着重分析了连续信号离散化、采样数据预处理、测试曲线拟合及时间域、频率域建立数学模型的理论和方法。并对利用奇异值分解原理实现曲线拟合、用采样序列快速ＦＦＴ变换、计算产生被测对象的频率特性等理论方法和工程设计进行了较为深入的探讨，并在此基础上给出了舵机自动化的工程设计方案和仿真结果。试验表明取得了较为满意的效果。

噪声环境对弹上电子设备的作用机理研究

建立了弹上电子设备声振耦合理论抽象模型,采用数值实验方法研究了电子设备周围环境的噪声载荷如何从外部传递到内部并对其内部器件的作用机理。分析得出:环境声场的声波入射到电子设备壳体外表面时发生反射与透射,其中反射声压与入射声压合成后同时作用于壳体外表面;合成压力载荷通过两条途径对电子设备器件内部产生影响,一条是激发电子设备壳体结构振动,并通过壳体结构及其与内部结构的机械连接,带动内部结构振动;另外一条是激发电子设备腔内声空间响应,产生二次声压场,再由二次声压场激励壳体内部结构产生振动;透射声压主要集中在低频且量级较小,其作用远比前述两条途径微弱。

结构参数对弹上电子设备双层减振系统缓冲性能的影响规律研究

针对弹上电子设备双层减振系统结构参数设计问题,研究了一二级减振系统的频率比、质量比、阻尼比对双层减振系统在以冲击响应谱形式表示的冲击激励下的加速度响应、位移响应的影响规律,得出一般性的结论,可为弹上电子设备双层减振系统的缓冲性能设计提供理论支撑。

三余度飞行控制计算机余度管理算法研究

为了提高飞行控制系统的稳定性和可靠性,针对工程的实际需求和三余度飞行控制计算机的架构和特点,设计一种同步算法和余度管理策略,提出一种基于三余度技术的系统设计方案。采用开机同步和周期同步相结合的同步算法使飞行控制系统实现三机同步,采用大数表决法和门限比较法相结合的表决算法对飞行控制系统输出的离散量和数字量进行监控和表决。为进一步增强系统的抗干扰能力,进行系统重构设计,保证飞控系统的稳定性和可靠性。最后通过仿真和模拟测试对所设计的余度管理策略进行验证,结果表明该策略合理可行,不仅可以较好地完成余度管理任务,而且具有一定的抗干扰能力,能够提高飞行控制系统的稳定性和可靠性。

基于模态匹配和正交抑制的微机电陀螺闭环控制技术研究

模态匹配和力反馈控制可以在不牺牲检测带宽的情况下,利用机械谐振放大特性有效提高微机电陀螺信噪比、改善陀螺性能。结合一款高Q值对称式四质量敏感结构的陀螺表头,在陀螺动力学平均模型基础上,通过对检测模态同相分量和正交分量的控制,实现陀螺的闭环检测控制。基于静电负刚度原理,通过改变陀螺敏感结构梳齿与质量块之间的电压,构建实时正交抑制系统和精确模态匹配环节,推导出陀螺的静电刚度矩阵,完成了对正交耦合信号的实时抑制和驱动、检测模态的精确模态匹配并且实现对两环节的解耦控制。实测结果显示,陀螺频差由24 Hz缩小到0.05 Hz以内,全温条件下,陀螺的正交耦合量由3(°)/s抑制到0.01(°)/s,陀螺全温零偏稳定性由初始的11.48(°)/h改善到1.95(°)/h,验证了实时正交抑制和模态匹配等技术对提升陀螺性能的具体效果。

不依赖卫星的定位导航与授时体系研究

定位导航与授时(positioning,navigation and timing,PNT)体系是支撑人类社会发展的基础设施。当前以卫星为核心的天基PNT应用广泛,但在卫星拒止环境下面临严峻挑战。通过总结天基PNT在国民经济发展与国防建设中的重大作用,分析天基PNT的脆弱性与依赖风险,明确了对不依赖卫星的PNT体系的迫切需求。提出了不依赖卫星的PNT体系概念与特征,即以“惯导+时钟”为核心增强基础PNT能力,利用外源传感器多源融合提高精度保持能力,在卫星拒止条件下为用户提供可承载的高性能PNT服务。基于现有技术基础重点发展微小型、高精度、低成本惯导技术,微时钟技术以及智能融合技术是有效途径,能够实现不依赖卫星的PNT覆盖性、精确性与可承载性的全面提升。

冷却方式对超因瓦合金热膨胀与软磁性能的影响研究

通过金相显微镜、X射线衍射分析、热膨胀性能测试和软磁性能测试等方法,研究了850℃均匀化退火后炉冷(FC)、空冷(AC)、水冷淬火(WQ)和液氮淬火(LNQ)四种冷却方式对FeNi_(32)Co_(5)合金的显微组织、热膨胀和软磁性能的影响,同时进一步分析了回火处理对合金综合性能的影响。结果表明,OS,FC,AC和WQ试样主要为面心立方(fcc)奥氏体相,同时含有少量的体心立方(bcc)相,LNQ试样出现大量bcc马氏体相,退火后各试样晶粒均发生粗化;WQ试样在20~100℃的平均线膨胀系数α_((20~100℃))仅为0.38×10^(-6)·K^(-1),较原始OS试样降低了56.32%,并且最大磁导率μ_(m)提升至1.908 k,矫顽力H_(c)降低至91.32 A/m;对WQ试样进行315℃回火处理(WQ-TP)后有效改善了由热应力导致的软磁性能损伤,WQ-TP试样的最大磁导率μ_(m)进一步提升至2.993 k,矫顽力H_(c)降低至57.8 A/m,同时保持了优异的低膨胀性能(α_((20~100℃))=0.54×10^(-6)·K^(-1))。综合考虑下,对均匀化退火后的合金进行水冷淬火和回火处理可获得兼具优异的软磁性能和低膨胀性能的FeNi_(32)Co_(5)合金。

惯导系统舵机控制回路自动化测试数据采集与处理的设计与实现（下）

惯导系统舵机控制回路自动化测试数据采集与处理的设计与实现（下）航天工业总公司北京自动化控制设备研究所刘崇琦４．２曲线拟合数据采集系统采集的数据为离散序列，曲线拟合是用离散的数据建立近似函数的一种方法，即建立数学模型的方法。本文对标定结果和阶跃相应特性...

空间三轴激光陀螺放电区微晶玻璃Li^(+)迁移规律研究

空间三轴激光陀螺是一种将三个敏感环路正交集成于一块微晶玻璃基体上的空间激光陀螺,在航空、航天、军事等领域得到了广泛应用。随着军用装备对高性能激光陀螺长期通电性能稳定性的要求不断提高,提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长激光陀螺工作寿命已成为国内外激光陀螺专业领域研究人员共同关注的重要课题。国外多项专利提到了微晶玻璃中的Li^(+)在电场的作用下发生迁移并影响激光陀螺工作寿命,但未见具体研究。文中对空间三轴激光陀螺开展了通电寿命试验,并结合飞行时间二次离子质谱分析技术,研究了放电区微晶玻璃LAS(Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2))表面的Li^(+)迁移现象,结果表明:微晶玻璃中Li^(+)在激光陀螺电场及谐振腔内等离子体的作用下向谐振腔方向迁移,并脱离微晶玻璃进入谐振腔,然后随等离子体流动,最终沉积在阴极表面。该结果对提高激光陀螺长期通电性能稳定性、延长工作寿命等相关研究具有重要推进作用。

行人自主导航技术综述

导航与位置服务是我国经济新增长点和战略性新兴产业。近年来,行人自主导航技术由于可为行人提供高自主、高智能、高可靠和低成本的位置服务而备受关注,成为了导航与位置服务赋能可穿戴设备的关键驱动力。针对惯性、磁场和视觉三大主流行人自主导航方法进行了调研分析,梳理了行人自主导航技术的研究进展,重点阐述了各类技术途径的原理与特点,并指出了行人自主导航技术的未来发展趋势。

基于激光SLAM辅助的陆用惯导行进间粗对准方法

目前常见的陆用惯导系统的行进间对准方法往往存在一些各自的问题,如GPS辅助时容易受到信号遮蔽影响;而里程计辅助时往往会受到机动路线约束的限制。针对这些问题,提出了一种激光SLAM系统信息辅助的陆用惯性导航系统(SINS)行进间粗对准算法,推导了基于激光SLAM系统视在速度观测矢量的姿态矩阵更新算法,利用基于REQUEST的双矢量定姿方法,实现初始常值姿态矩阵C_(b)^(n)(0)的求取,完成行进间的姿态粗对准和定位导航。在实验室无人车实验中,所提方法的对准姿态误差比里程计辅助的方法减小了约56%;同时与合作单位的综合实验验证结果表明,在进行250 s的行进间粗对准时,最终时刻的航向角误差为-0.0088°,实现5 min内达到1 mil的粗对准精度,所提算法可以有效实现激光SLAM信息辅助下的陆用惯导的行进间粗对准,并具有较快的收敛速度。

星敏感器技术研究现状及发展趋势

对国外星敏感器的研究现状和发展过程进行了综合分析,汇总比较了多种星敏感器的性能参数,特别介绍了CMOS APS器件的应用优势和APS星敏感器的发展现状。最后对星敏感器的发展趋势进行了简要阐述,认为星敏感器作为一种精确姿态测量装置,将在更多领域得到广泛应用。

六分量地震观测在工程勘查中的应用试验

利用面波频散曲线反演地下介质的S波速度结构,是浅层工程地震领域一种重要的方法技术.传统的面波法包括主被动源的面波多道分析方法(MASW)和被动源的空间自相关(SPAC)方法,均需要多台地震仪同时记录地面振动;而记录平动和旋转运动的单台站六分量地震数据理论上也可以获得面波频散曲线.本文以河北唐山城区煤矿采空区浅层工程勘探实际六分量地震数据为例,对比了利用单台站六分量地震数据与主、被动源法多台站提取的Rayleigh波频散曲线.试验结果表明利用纵波扫描可控震源时,30 Hz以下频段利用单台站六分量地震数据提取的基阶Rayleigh波频散曲线与主、被动源MASW方法提取的频散曲线结果一致,说明在浅层工程地震勘查中,利用单物理点的六分量地震观测反演浅层横波速度是可行的.