基于导星电子星图模拟器的卫星控制系统半物理试验方法

为了实现卫星的高精度高稳定度控制,中法天文卫星建立了卫星姿轨控半物理仿真试验系统.对该系统采用导星电子星图模拟器引入仿真闭环进行研究.首先,将导星敏感器作为高精度姿态测量部件引入控制系统,地面动力学为其提供输入信息.接着,高精度测量单机和高精度控制机构引入到闭环中.然后,粗测量敏感器和粗控执行机构由数学模型替代.最后,通过地面实时系统将控制系统、星务计算机、载荷计算机和整星电源系统组成了实时仿真验证系统.实验结果表明:在地面半物理条件下,可以达到导星进入开小窗条件,y、z轴稳定度达到2(″)/10 s及5(″)/100 s.导星敏感器可以提高姿态测量精度和姿态控制的稳定度.满足控制稳定度在亚角秒级别卫星的要求.     

太阳敏感器输出误差测量装置研究

设计完成了一种太阳敏感器输出误差测量装置,其原理简单、成本较低,可以满足大部分太阳敏感器地面测试测量精度的需求。太阳敏感器是卫星动态模拟器敏感器部件的重要组件之一。太阳敏感器输出误差测量是卫星动态模拟器研制和实验操作的一项重要的前期工作,精确测量太阳敏感器误差对以后的理论计算和仿真实验有重要意义。太阳敏感器主要通过测量太阳光线与卫星某一体轴之间的夹角,确定太阳在敏感器本体坐标系中的位置,通过坐标矩阵变换得到太阳在卫星本体坐标系中的位置,最终在卫星的姿态控制系统中求出卫星姿态,即卫星的空间方位。提出了一种新的基于ARM7单片机的数字太阳敏感期输出误差测量装置设计方法。采用高精度数字式二自由度电动转台作为测量装置的基台,用于改变输入角度。采用ARM单片机控制器控制转台的转动角度和转动速度;采用专用的太阳模拟器作为太阳敏感器的输入光源;太阳敏感器的输出角度通过无线模块传送至PC机进行输出处理操作。对比转台角度和太阳敏感器的输出实测角度,可以得到太阳敏感器的输出误差曲线。本测试系统误差来源较少,主要为动力学转台的运动误差和太阳模拟器光源误差。转台的运动控制精度为0.00125mm/(°)。理想情形本装置的测量精度为角...     

数字太阳敏感器高精度电激励信号源设计

介绍了一种数字太阳敏感器的电激励测试系统的设计。设计中采用FPGA为数据处理、时序控制核心,采用数模转换器以及运算放大器构成模拟输出模块,采用串口与上位机进行通信。设计采用一种整体偏移的方法来模拟仿真太阳敏感器的图像探测器的输出。系统输出的电信号满足太阳敏感器大视场、高精度的要求,目前数字式太阳敏感器高精度电激励信号源系统已经在太阳敏感器研制过程中的地检实验中得到应用。     

基于FPGA的CMOS图像敏感器驱动电路设计

介绍了一种用于卫星姿态测量的CMOS图像敏感器——STAR250,分析了其驱动时序信号,选用现场可编程门阵列(FPGA)作为硬件设计平台,使用VHDL语言对驱动时序电路进行了硬件描述,经布线、仿真、测试后验证了驱动信号的正确性。     

红外地球敏感器修正的卫星姿态角动量反馈控制

针对角速度陀螺故障的低轨三轴稳定卫星因角速度测量数据缺失而导致卫星姿态失控的问题,提出了一种红外地球敏感器修正的角动量反馈控制方法。该方法利用动量轮转速与卫星角速度之间的数值变化关系,以红外地球敏感器实测弦宽为基准,建立角动量反馈控制的最小二乘修正模型,并通过蒙特卡洛方法迭代出角动量反馈控制的最优系数,从而由卫星控制器件中反演出连续的卫星角速度信息,最终实现陀螺故障情况下的卫星三轴稳定姿态控制。仿真结果表明:所提方法能够准确建立动量轮角动量与卫星角速度之间的对应关系,使得卫星姿态控制的稳定性较好;从系统重组的角度为卫星的故障处理提供了新途径,且有效延长了卫星的使用寿命。     

基于星敏感器双矢量观测信息的卫星姿态确定算法研究

针对三轴稳定卫星,研究基于星敏感器双矢量观测信息的卫星高精度姿态确定算法。建立了姿态运动学模型、敏感器测量模型、QUEST算法模型和扩展卡尔曼滤波(EKF)模型。对比分析了QUEST算法以及星敏感器与陀螺组合的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的定姿精度。通过数学仿真,表明基于星敏感器和陀螺的扩展卡尔曼滤波组合姿态确定算法具有更高的定姿精度。     

双圆锥扫描式红外地球敏感器姿态耦合误差研究

根据双圆锥扫描式红外地球敏感器的工作原理,针对卫星姿态测量与控制过程中存在的俯仰角与滚动角的耦合现象,通过建立卫星姿态耦合误差数学模型,推导出卫星姿态测量计算公式,得到卫星姿态测量与控制耦合误差曲线,为卫星的姿态测量与控制提供数据补偿和精度保证。     

基于人工神经网络的卫星姿态信号处理

地球遥感卫星的技术难点之一是保持有足够的姿态控制精度．通常卫星的姿态由单一传感器获得,为得到高的姿态精度,需要对多个传感器信息进行综合处理．针对由惯性基准、红外地平仪和太阳敏感器组成的卫星姿态测量系统,提出并设计了带反馈的ＢＰ人工神经网络进行信号处理．研究表明,该方法可以抑制红外地平仪轨道周期误差和卫星进入阴影区时对测量系统的影响,从而使系统的测量精度得以很大提高．     

基于FGS模拟器的SVOM卫星平台高稳定度控制算法全物理验证方法

全物理仿真是卫星研制过程中的重要方法,是检验卫星控制系统的功能和性能指标正确性的重要手段。本文主要叙述了SVOM卫星为了提高卫星控制系统的控制精度,引入高精度导星敏感器（FGS）,为了验证控制算法搭建单轴气浮台全物理闭环仿真试验系统,并研制FGS模拟器,最后通过该系统验证了控制算法的正确性和有效性。     

基于导星敏感器模拟器的SVOM卫星平台高稳定度控制算法全物理验证方法

全物理仿真是卫星研制过程中的重要方法,是检验卫星控制系统的功能和性能指标正确性的重要手段。主要叙述了SVOM卫星为了提高卫星控制系统的控制精度,引入高精度导星敏感器(FGS),为了验证控制算法搭建单轴气浮台全物理闭环仿真试验系统;并研制FGS模拟器,最后通过该系统验证了控制算法的正确性和有效性。     

脉冲式激光测距体制设备动态距离模拟器的研究设计

地面检测星载激光测距体制设备的性能时,需要提供稳定且随机可调的高精度仿真距离光脉冲,于是提出了动态距离模拟技术。设计了一套集激光接收、延迟控制、高精度信号延迟、激光器等单元于一体的动态距离模拟系统,模拟高精度的动态距离信息。实验证明,该系统的最小模拟距离达到15 m,模拟精度优于0.15 m,可以满足目前各种星载激光测距体制设备地面检测的要求。     

感应式料位传感器智能信号源的研究

介绍了感应式料位传感器工作原理,论述了智能信号源的系统构成、控制方案,并详细分析了信号发生器的设计原理和软件设计。     

基于labview钢绳芯胶带检测系统设计

为了满足钢绳芯胶带运行中对信号采集分析的要求,设计了一个基于PCI总线的数据采集系统.在阵列传感器数据的基础上,采用labview软件和NI公司M系列PCI-6224数据采集卡,设计了一个多通道、高速、同步数据采集系统.首次实现了利用labview处理胶带检测的数据,高精度、实时地显示检测结果,并将其数据可视化显示.     

基于STM32RBT6的便携式甲烷浓度检测仪

为实现对甲烷气体浓度的便携式快速检测, 设计一种基于STM32RBT6处理器的甲烷浓度便携式快速检测系统。该系统包含接触燃烧式甲烷气体传感器、 以集成运算放大器和数字电位器为核心的信号调整电路、 片上集成高精度数模转换电路、 铁电存储器、 集成USB（Universal Serial Bus）接口和液晶人机交互接口等。详细阐述了该系统的硬件设计和软件实现。系统的数据采集速率达到12 Mbit/s,与同类设计相比有显著提高, 通过基于VC++6.0的上位机软件绘制甲烷浓度变化曲线, 整个系统使用方便简洁。在实验室条件下进行实际测试, 配合上位机软件给出了实验结果。最终基于STM32的便携式甲烷浓度检测仪实现了对环境中甲烷气体浓度快速检测、 提升了检测系统给的性能。     

汽车仪表专用信号发生器设计

本设计根据汽车传感器的工作原理,模拟汽车的脉冲信号,开发研制的一种测试汽车仪表的专用信号发生器。主要是基于AVR高速单片机而研发的,软件设计中利用查表的算法保证了脉冲信号均匀变化的稳定性,使模拟的脉冲信号不间断的输出,从而实现模拟汽车传感器的功能。     

基于PVDF传感器的车辆动态称质量系统 算法分析及应用

为有效管理车辆超限超载,并为道路设计规划提供数据支撑,基于聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器提出一种适应高速公路动态称质量系统。针对压电膜传感器信号设计了电荷放大电路、单片机信号采集电路和SD卡存储电路等,提出用滑动平均滤波算法进一步处理采样信号,并对软件系统的设计流程进行了分析。为验证数据处理方案的准确性,进行了室外场地模拟试验,又进一步进行道路现场试验获取车辆载荷谱数据,通过对数据的分析得到此路段实际交通量的结构组成。试验结果表明,设计的称质量系统能够满足动态称质量的精度要求,具有较高的实际应用价值。     

抗干扰设计在系留气球传感器信号采集中的应用

文章分析了在系留气球复杂的电磁工作环境中传感器信号采集系统潜在的各种干扰源,并针对干扰源的特点分别从硬件和软件2方面设计抗干扰措施:屏蔽、隔离、接地和软件滤波,最后以拉力传感器为例,证明了抗干扰设计的实施效果.     

基于GSM短消息的远程电源监控系统设计

介绍了基于短消息业务的远程电源监控系统的组成结构和设计方案。在硬件设计上,采用高精度霍尔传感器ACS704ELC采集信号,MCU使用Microchip公司的高速CMOS处理器PIC18f4585,采用DS1302实时时钟芯片记录发生异常事件的时间并组包由短信模块TC35i发送到GSM公网。软件方面,选择PDU(ProtocolDataUnit,协议数据单元)短信模式,编码方式采用7 bit编码。短消息的接收和发送通过AT指令实现,并重点介绍了TC35i模块的初始化和短信处理模块的程序设计。该系统利用GSM移动通讯网络短信息服务快捷的性能和相对低廉的收费,可嵌入大型工业监控系统、无人值守系统,通过监控整个系统工作电源的情况来监控整个系统是否正常工作,以满足这些系统所需的高可靠性、高实时性和维护方便性等要求,可用于监测点分散、数据传送量较少、需要实时监控的领域。经实际应用,该系统性能稳定。     

非线性功率放大器记忆效应仿真分析

在ADS仿真环境下构建了功率放大器的物理模型,用不同间隔的双音频信号仿真的方法定量分析出功率放大器失真产物与输入信号幅度和包络频率之间的关系,验证了功放模型电记忆效应和热记忆效应,仿真结果与理论推导结果一致,并提出了通过优化功放设计来减小记忆效应的方法.     

基于磁分离的高通量核酸检测工作站控制系统设计

 核酸检测工作站主要是由光、机、电等部分构成的高精度生化分析仪器,其功能模块主要有：高通量磁分离系统、微量移液系统、精确温控系统、荧光信号检测系统.根据以上系统应用要求,简要介绍了系统硬件框架.基于硬件基础,系统软件采用树形控件完成了实验流程设计;采用MFC绘图完成了美观、易操作的实验属性设置和工作台布局设置,采用多线程监控技术实现与下位机RSC-485串口通信;采用Access数据库保存实验流程及结果,并导出打印实验数据等.