高性能模数变换器测试平台设计

雷达和通信系统中使用的模数变换器(analog-to-digital converter, ADC)的带宽和采样率越来越高,接口形式从并口向JESD204B发展。为了满足ADC芯片在开发、生产、评估和应用中进行性能测试的需求,在研究ADC性能指标及其测试方法的基础上,采用高性能可编程逻辑门阵列(field-programmable gate array, FPGA)结合DSP(digital signal processor)的架构,设计了通用的高性能模数变换器性能测试平台,开发了数据采集和性能分析软件,并且针对多款不同接口形式且采样率从240 MSPS(million samples per second)到5 GSPS(gigabit samples per second)的ADC进行了性能测试实验。结果表明,该平台能够满足最新ADC的性能测试需求,具有接口灵活、运算能力强、实时性高等特点。     

基于Nios Ⅱ的三片ADC并行采集系统的设计

多片ADC芯片并行时间交替采样能有效地提高系统的采样速率。但由于多种因素的影响,多个ADC通道间存在失配误差,严重降低了采集系统的性能。文章提出了一种多片ADC拼接系统的实现方法,该方法采用NiosⅡ软核计算出多个ADC通道间的误差,并在FPGA后端校正输出高速、高精度的数字信号。     

ARM在转台弹载机构测试技术中的应用

高速旋转弹丸角运动的陀螺模拟测试是弹载机构物理仿真系统的关键技术之一．该文在建立弹载机构角运动模拟装置的基础上，摒弃了传统的碳刷机构测试方法，提出了一种基于ARM处理器嵌入式系统的弹载机构运动测试新方法。ARM处理器具有强抗干扰能力、存储量大、速度快和集成度高等优点。该测试系统能直接将动作参数高速存储，并较好地解决陀螺模拟试验装置中弹载机构受外界环境影响较大的问题。在高速条件下，正确地测出弹载机构的动作参数．为正确模拟和测试高速旋转弹丸角运动奠定了基础。     

相变热沉结构瞬态仿真计算

弹载电子设备体积小、重量轻、热耗高,且与外界绝热,散热问题是一难题。利用弹载电子设备短时间工作和相变材料高潜热的特性,进行相变材料散热结构一体化设计,优化传热路径,通过相变储能解决弹载电子设备短时间工作散热问题。为了评估相变材料结构作为热沉的散热效果和热设计符合性,提出一种相变过程等效比热容的瞬态仿真计算方法,并通过试验测试验证仿真结果,对比仿真计算与试验测试结果,两者最大相差2.5℃,为2.47%。试验结果表明仿真计算结果准确,相变材料等效比热容计算方法可行,为电子设备相变热沉散热结构瞬态仿真提供了新思路,新方法。     

弹载滚转稳定平台运动稳定性分析及试验验证

适用于高过载、高旋转弹药的滚转稳定平台有效解决了该类弹药的导航参数测试问题。该平台基于复摆运动原理设计,通过分析内弹道环境下平台的抗过载能力,以及在外弹道飞行过程中平台受力状况,对其内筒运动稳定性的影响,设计了轴向负荷承载区的过载转移装置。建立了平台在弹载环境下内筒运动的微分方程。通过对弹药的气动力仿真,以及系统动力学模型的计算,得到平台内筒滚转角速率与角度变化曲线;并在冲击台与高速飞行仿真转台上进行相应验证试验。试验结果与计算结果对比,表明平台可抗过载10 000g,且弹载环境下内筒作小幅的往复摆动,符合复摆的运动规律,其运动状态稳定。     

用于微悬臂梁红外焦平面读出电路的片上ADC设计

设计了一种用于微悬臂梁红外焦平面读出电路的片上 ADC。该 ADC 采用流水线结构实现, 采用带溢出检测的多位第一级和后级功耗逐级缩减的方案优化系统功耗, 提高线性度。该设计采用 0.35 μm 的 CMOS 工艺流片验证。测试结果表明: 5V 电源电压、10M 采样率时电路总功耗为98 mW, 微分非线性和积分非线性分别为 -0.8/0. 836 LSB 和 - 0. 9 / 1. 6 LSB; 输入频率为 1 MHz 时, SFDR 和 SNDR 分别为82 和 67 dB。     

分段弹体低速侵彻铝靶板动态响应特性的数值分析

运用ABAQUS软件研究了低速状态下分段式长杆弹侵彻铝靶板的响应特性。为实现同时获得各种条件下弹体不同部位的响应特性,采用三段式长杆弹。分析了速度对弹体各个部位的过载与响应特性的影响,得出不同速度下各段弹体的过载规律、弹腔内外部的应力特性。结果可为弹体侵彻的引信设计与弹载记录仪的最佳安装位置提供参考。     

空心弹体垂直侵彻混凝土靶板的应变测试研究

提出一种新型的测量实验弹侵彻混凝土靶板过程中的弹体变形的测试方法.采用正向弹道技术,在空心弹体内壁粘贴应变片电桥电路和弹载存储器,测量、记录弹体的撞击变形行为,并通过地面计算机再现该过程.利用这种测试手段,在95 mm口径空气炮上进行了系列截卵形头部的35CrMnSi弹体以150～300 m/s的速度垂直侵彻无钢筋混凝土靶板的实验,成功测得应变时间历程曲线,并对应变曲线和侵彻过程弹体变形的对应关系进行了分析讨论.实验结果表明弹体在侵彻靶板的过程中,材料承受交替的压缩、拉伸变形.     

一种低功耗MEMS压阻式传感器的动态测试系统

为了准确分析侵彻过载信号,提出了一种低功耗、高过载的动态测试系统,该系统可以承受2×105g过载信号,为了实现采样率高、低功耗、抗冲击的特点,系统采用硅晶振作为主振荡器,并选用低功耗CMOS芯片,当系统开始工作时,处理器进入深度休眠模式,当进入发射模式时开始对外围电路供电.当弹体发射信号时,采用滞回触发电路来触发启动采集系统开始采集.实验证明,采用此方案,延长了弹体生存周期,并能够精确采集到空气炮的过载信号.      

基于FPGA的多通道可变采样率采集卡设计

本文介绍了一种以FPGA为控制核心的多通道可变采样率采集存储卡,通过采用两片多通道ADC独立采样、缓存和转化的方法,实现了对飞行器内部多样化参数的混合采集及存储。文章着重从系统各模块硬件电路和逻辑时序两方面进行研究设计,并对各模块进行了实际的分析和测试,结果表明该采集存储系统性能稳定,满足设计要求。     

一种滚转导弹飞行姿态的获取方法

为了获取滚转导弹的飞行姿态,分析了基于两个侧向运动角速率陀螺和一个滚转角速率陀螺的滚转导弹飞行姿态遥测方案.通过算例讨论了各种误差对系统精度的影响,指出滚转角速率陀螺的测量精度是系统实现的.在给出的工程实例中,选用一个双轴液浮陀螺敏感导弹的侧向运动,节省了一个敏感元件.通过对实例中遥测数据的分析,发现该次飞行试验中导弹的角运动特征,为进一步的动力学分析提供了依据.该方案具有结构简单,成本低,易于实现等优点.     

基于神经元PID控制的无人机DSP飞控系统设计

航空科学技术的进步和应用领域的扩展不断推进着无人机飞控系统向着高精度、低功耗和小型化方向发展。针对小型无人机飞控系统在功耗、成本、可靠性以及集成度等方面的较高要求,设计了一种基于Freescale M56F807型DSP和神经元PID控制策略的飞控系统,详细阐述了系统的设计思想以及硬件、软件基本结构和控制策略。采用了时域信号的取样积累平均方法,减少了算法的实现难度,提高了采样精度。对硬件设计中的关键技术进行了研究和探讨,所设计的系统具有设计精炼,可靠性高,开放性好等优点,取得了较好的实验效果。基于DSP的现代高速数字处理飞控系统,能够赋予无人机更大的机动性、更高的灵活性和更广泛的适用性。     

一种提高RS422/RS485可靠性通信方法的研究

对航母配载导弹进行功能测试时,必须采集存储导弹发射和飞行过程中的制导信号。制导信号分别采用RS422接口和RS485接口来实现数据的接收、编帧及转发功能。针对数据接收时出现的丢数、错数问题,详细分析了错误原因并总结出了波特率容限与采样时钟、采样点位置的关系。使用VHDL编程优化波特率容限,并在数据帧中添加汉明码进行差错控制。经过仿真和实际验证,实现了波特率不完全匹配时制导信号的低误码率通信,大大提高了设备间通信的准确性与可靠性,为导弹准确打击和安全飞行的性能提供了保障。     

基于DSP+FPGA的结构健康监测数据采集系统设计

针对桥梁监测传感器信号数量多、类型多,设计了基于DSP+FPGA的嵌入式数据采集系统.系统具有大数据量实时处理的八路采样频率可设并行24位精度ADC,FFT变换,100Base-TX以及SD卡存储等功能.现场应用结果表明,该采集系统具备实时性强、采样精度高、可靠性高、集成度高、成本低、系统构架简单等优点,在桥梁结构健康监测领域具有很好的推广前景.     

云计算环境下智能电网短期负荷预测方法研究

智能电网短期负荷波动性大,传统预测方法无法解决波动性问题,预测结果不准确。为此,提出一种新的云计算环境下智能电网短期负荷预测方法。介绍了支持向量机理论,将一个含有所有某类样本在内的、由支持向量支撑的球面看作超球面,分析了分位数回归过程,将支持向量机和分位数结合在一起,构建支持向量-分位数回归预测模型。得到短期负荷概率密度函数,从而实现智能电网短期负荷预测。在进行实验时,完成对功率采样值和智能电网负荷属性的归一化处理,将其转换成[0,1]区间内的数据。实验结果表明,所提方法预测精度和效率高、成本低。     

某型涡轴发动机试飞平台设计及试验验证

为了满足某型全数控涡轴发动机它机领先试飞的技术需求,在分析研究某型战术通用直升机电气、动力、燃油、环控等设计图纸基础上,并对照涡轴发动机全数控系统的装机特点,通过试飞平台建设总体方案论证、各系统方案详细设计及相关产品的研制、试验验证等环节,中国首次成功实现了在机械液压控制的直升机上搭建全数控涡轴发动机它机试飞平台.设计研究和试验验证表明,所设计的某型涡轴发动机试飞平台能够与被试发动机在起动电气控制、显示告警、发动机操纵等系统满足该型发动机的它机领先试飞要求,直升机旋翼负载与发动机功率匹配控制匹配良好,可为后续涡轴发动机型号它机试飞平台的建设提供直接技术支撑.     

Life prediction and test period optimization research based on small sample reliability test of hydraulic pumps

Hydraulic pumps belong to reliable long-life hydraulic components.The reliability evaluation includes characters such as long test period,high cost,and high power loss and so on.Based on the principle of energy-saving and power recovery,a small sample hydraulic pump reliability test rig is built,and the service life of hydraulic pump is predicted,and then the sampling period of reliability test is optimized.On the basis of considering the performance degradation mechanism of hydraulic pump,the feature information of degradation distribution of hydraulic pump volumetric efficiency during the test is collected,so an optimal degradation path model of feature information is selected from the aspect of fitting accuracy,and pseudo life data are obtained.Then a small sample reliability test of period constrained optimization search strategy for hydraulic pump is constructed to solve the optimization problem of the test sampling period and tightening end threshold,and it is verified that the accuracy of the minimum sampling period by the non-parametric hypothes is tested.Simulation result shows it could possess instructional significance and referenced value for hydraulic pump reliability life evaluation and the test' s research and design.     

一种基于最小费用最大流理论的Ad hoc路由协议

针对Ad hoc网络QoS路由问题,提出了一种基于最小费用最大流理论的Ad hoc路由协议(MCMFP)。将Ad hoc的移动终端作为网络节点,通信链路作为相邻节点之间的边,建立了Ad hoc网络的网络流模型,使Ad hoc网络的路由计算问题转化为图论中的最小费用最大流问题,从而计算出满足多QoS约束的路由路径,优化了网络带宽的使用,提高了通信信道的利用率,实现了网络流量的负载均衡。仿真结果表明,MCMFP协议具有更高的包转发率和更小的平均时延,有效提高了Adhoc网络的QoS性能。     

结构参数耦合特性下的燃气弹射内弹道性能预示

现有文献分析结构参数对内弹道性能影响主要基于单一变量法,未从全局考虑参数的耦合特性。建立了从内弹道反向设计方程到正向计算方程的一体化模型,考虑结构参数耦合关系,提出了内弹道设计方程的修正方法,分析了以空间尺寸和时间2个维度为基准的内弹道性能变化规律。仿真结果表明:设计方程推导中的简化造成了较大的截断误差,对理想喉部截面积具有放大作用,且随着低压室直径的增加,放大作用越明显;在设计的出筒速度、高压室工作压强下,低压室直径和高度越小,喉部截面积越小,导弹受到的冲击荷载越大,出筒时间越短;通过选择合理的低压室尺寸能使低压室最大压强和导弹最大加速度任意可调。