一种可用于ZYNQ硬件在环仿真的永磁无刷直流电机测控系统

为解决永磁无刷直流电机(permanent magnet brushless dc, PMBLDC)建模仿真存在着修改控制算法困难、添加和删除闭环不方便、实时测控能力较差等问题。利用Simulink图形化建模平台,基于霍尔传感器位置检测算法和PID控制算法,结合分段线性法生成PWM波形,提出了一种新型的闭环测控方法,对所建立的PMBLDC电机测控系统进行了突增负载和突增转速的仿真测试。仿真结果证明该系统具有很好的稳定性,可快速部署在ZYNQ平台进行调试,同时Simulink提供了可供硬件在环实时仿真测控的图形化界面。     

平面自由运动半物理仿真系统的初始条件实现

提出了一种平面自由运动半物理仿真系统的设计,对系统仿真试验的初始条件形成过程进行了具体阐述。系统中应用了一种平面两自由度直角坐标运动装置,用于完成系统驱动及速度和位置控制,同时这种运动装置能够进行直角坐标跟随运动,并与其末端测量机构共同实现对平面自由运动物体的高精度大范围位姿测量。建立了系统的运动学模型,并设计相应的控制算法实现试验所需的运动过程,采用半闭环和闭环相结合的方法有效控制系统的末端累积误差;针对提出的复合测量方法,建立了测量原理的数学模型,并进行了精度分析和仿真计算。实验证明这种设计和相应的控制测量方法合理可行。     

虚拟环境中织物的碰撞检测及响应

在织物动感模拟中，碰撞检测及响应处理非常复杂，实时性和真实感难以达到。为此采用质点一弹簧模型进行建模，基于层次包围盒，设计出碰撞检测算法，在此基础上，提出自碰撞检测算法。同时，提出一种检测基本几何单元间碰撞的方法，快速检测出质点与三角形的交点。然后，依据织物的物理特性进行碰撞响应处理。实验表明，算法提高了实时性，并实现了较强的真实感。     

基于RS485的船舶货油装卸系统仿真研究

针对成品油船货油装卸系统自动化研究的关键技术问题,进行了半实物仿真研究。通过对货油装卸工艺的分析,构建了基于RS485总线的由各种硬件设备组成的仿真平台,并应用组态王6.5和VB混合编程技术完成了基于DDE的实时通信程序的开发。为了减小由液位传感器数据采集延时带来的误差,提出了传感器测量和流量变频控制相结合的改进方案。仿真结果表明：该仿真系统满足货油装卸过程中状态监测及控制的实时要求,对研制实船的货油装卸系统有重要参考价值。     

基于车辆动力学和Kalman滤波的汽车状态软测量

针对汽车动力学控制过程中难以在线测得的横摆角速度等状态参数,根据参数软测量理论,采用Kalman滤波并结合汽车两自由度动力学模型,建立了汽车横摆角速度的线性最小均方误差估计算法。仿真计算与场地实验的结果验证了该算法的有效性,同时软测量技术的采用也为汽车控制系统的状态参数测量提供了一条可行、准确且低成本的研究思路。     

提高开放式电阻抗成像检测深度的方法研究

在分析影响开放式电阻抗成像检测深度的关键因素和解决途径的基础上,针对实际应用建立了人体躯干二维截面物理模型和相应的数学模型,提出了表面激励、背电极激励和手电极激励等三种激励模式,并采用有限元法进行仿真评估。仿真结果表明,背电极激励和手电极激励能使激励电流更多地分布于被测对象深部区域,相应地能使边界电压对被测对象内部阻抗具有更高的灵敏度,从而提高开放式电阻抗成像的检测深度,比表面激励模式更加适合于开放式电阻抗成像的应用。     

空间相关多基地雷达分辨能力提高方法

针对雷达密集多目标探测问题,考虑一个单发多收多基地雷达系统,在分析空间相关多基地雷达模糊函数的基础上,通过传感器部署、波形选择这两种方法来改变模糊函数形状,达到改善目标分辨性能的目的。文中以模糊函数3-dB投影面积值为指标,对比空间非相关多基地雷达,分析了不同传感器部署和波形选择情况下的目标距离分辨性能,并给出了相应的仿真结果。研究成果不仅能用于对多基地雷达密集多目标探测性能的分析,还能为多基地雷达布站、波形设计等提供一定的理论参考。     

机场助航灯光强动态检测仿真系统的实现

针对机场助航灯具光强检测车调试时随机误差多和工作状况不稳定的问题,构建了机场助航灯光强动态检测仿真系统。仿真系统以机场助航灯具光强检测车检测软件为基础,应用数字仿真技术,对机场助航灯具光强检测车各硬件设备和助航灯光进行了数值仿真。建立了测距系统、照度和颜色检测系统、助航灯光、行驶系统、助航灯定位系统的仿真模块,应用多线程技术与检测软件配合,实现了在单个计算机上的实时仿真。实际应用表明,该仿真系统能够实时仿真机场助航灯具光强检测车对助航灯的检测过程,逼真度高,实时性好,使用方便,完全消除了随机误差对系统调试的干扰,对机场助航灯具光强检测车的研制具有重要的辅助作用。     

坦克炮控系统关联参数测试精度建模仿真分析

叙述了坦克武器系统的发展历程及其炮控系统定型试验项目,介绍了炮控系统性能参数测试系统的组成及工作原理,提出了坦克装甲车辆武器系统定型试验中,炮控系统关联参数测试时存在测试精度超差问题,通过建模仿真手段,建立了基于光纤陀螺的角位移测量误差模型,分析了影响测量精度的主要因素,给出了测量误差补偿方法,经试验验证,补偿方法合理可行。

Abstract：

Progress history and gun control system （GCS） approval test items of tank weapon systems were proposed. Composition and working principle of GCS performance parameter test system were introduced. The problem of GCS relevant parameters measuring accuracy running out of tolerance in tank armored vehicle weapon system approval test was put forward. Angle measuring error model based on FOG was modeled and the major influencing factors of measurement accuracy were analyzed by the means of modeling and simulation. Compensation process of measuring error, which was verified by experiment to be rational and feasible, was given out.     

电力谐波滑窗迭代DFT检测算法的研究与仿真

有源电力滤波器的动态补偿要求能够准确、实时地检测出电网中瞬态变化的畸变电流。针对现阶段有源电力滤波器畸变电流检测方法存在工频周期时延、计算量大等不足,提出了一种基于离散傅立叶变换的滑窗迭代DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)算法。该方法能有效地提高系统的实时性、目标跟随特性和抗干扰性,并且具有计算量小、容易工程实现的特点。利用MATLAB进行了滑窗迭代DFT仿真实验,实验结果表明该算法的有效性和正确性。     

一种改进的星敏感器/陀螺卫星定姿算法

针对传统的四元数估计(quaternion estimation,QUEST)算法在观测矢量之间夹角很小或噪声剧烈增大时,定姿性能显著降低的问题,提出一种基于当前星敏感器观测信息量的滤波算法。该算法通过引入动态增益系数,解决了历史观测信息和当前观测信息之间的比例问题。该系数能够根据当前观测矢量信息量的大小变化自适应调整,从而避免了需要另外一个滤波过程对其进行确定的复杂性。对该算法进行了仿真,对比结果表明,该算法可以有效提高系统的定姿性能。     

异类传感器多目标检测跟踪与识别随机集模型

为在空中预警监视系统中实现多异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别,在多目标检测、跟踪的随机有限集模型基础上,进行多异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别的理论模型与处理框架研究。通过对目标的运动学状态与目标识别属性状态统一描述,把多目标状态建模为一个用随机有限集描述的全局状态。通过对运动学传感器与属性传感器模型分析,把各异类传感器建模为一个全局传感器,并把各传感器的测量建模为一个用随机有限集描述的全局测量。根据全局状态与全局测量模型,把异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别过程描述为Bayes滤波过程,并给出了相应的多异类传感器多目标联合检测、跟踪与识别处理框架。通过仿真试验验证了理论模型与框架的有效性。     

Design of a 6 DOF Input Device in Telerobotics and Virtual Reality

The principle of a 6 DOF (degrees of freedom) input device using ultrasonic distance measurement is presented in this paper. The system employs the method of measuring the time of flight. In addition, some techniques, including automatic gain control, self-adaptive variable threshold and temperature compensation, are also used to improve precision. Then, the positions and orientations of the input device can be calculated by the method of spatial analytic geometry. Meanwhile, commands from the 3-D input device are detected and carried out. The validity and precision of the input device are verified by the experiment in a robot system. The proposed device not only can be used for end-effector position and orientation measurement in telerobotics, but also can be an interactive device in virtual reality systems, such as helmet tracking, viewpoint navigation and object manipulation.     

基于Simulink的实时故障检测

提出一种基于观测器的在线动态系统故障检测快速生成方案,利用NetCon系统实现控制器与故障检测系统运行在同一个智能节点上,使得残差的生成与系统的性能联系起来,实现不仅能监控系统的运行情况,还能完成故障检测的功能,同时能够避免闭环控制对故障检测的影响。针对一个实际的伺服电机,是进行离线辨识获得电机的模型;设计一个输出估计器——动态观测器,生成残差信号;通过离线仿真和在线实验证实该方案的有效性,完成从理论到实验仿真,再到实际运用的系统开发过程。     

基于ROAM算法的弹坑实时可视化系统设计

基于复杂的虚拟战场环境仿真及三维游戏的高逼真度要求，多分辨率动态地形的实时可视化，近年来在国内外得到了普遍的重视和研究。在前期初步研究动态地形的表示及动态地形多分辨率实时可视化的基础上，基于ROAM静态地形算法的动态扩充，设计了弹坑实时可视化系统的仿真管理。并初步实现了战场环境中弹坑的实时可视化。     

基于磁强计/太阳敏感器的自主导航方法

地磁场矢量是关于卫星位置的函数,利用星载三轴磁强计测量地磁场矢量,并且引入国际地磁场参考模型标准值,即可确定卫星的位置和速度。由于地磁场模型存在不确定性和长期变化性,所以单一使用磁强计自主导航精度有限。提出一种基于三轴磁强计与太阳敏感器相结合的自主导航方法,将太阳敏感器输出的高精度矢量信息与地磁场信息相结合,设计在太阳光照区和太阳阴影区两种情况下基于信息融合的组合导航原理及滤波算法并进行数值仿真,通过对仿真结果进行分析和比较,论证所设计方法既提高了系统的导航精度和鲁棒性,又有利于工程实际应用。     

基于面向对象仿真的水电工程施工布置可视化研究

水电工程施工总布置时间、空间逻辑关系复杂,具有动态交互的特性。该文基于面向对象仿真技术,构建了含时间属性的基本对象模型,通过混合系统和高效的图像渲染引擎,实时绘制动态场景;并通过单独的交互模块,实现了可视化成果对仿真过程的反馈,为决策者提供了直观、高效的可视化操作平台。     

基于Monte-Carlo辐射模型的水下光场绘制技术研究

过去的几十年中人们提出许多处理光照及阴影的方法,但这些常规方法大都致力于生成空气介质中真实感的三维动画,而对传统的水下光场及光影的动态效果建模问题研究较少。给出一个水下光场及流动光影效果的计算机模型。该模型从海洋水体的光传输物理特性,然后根据该特性给出Monte-Carlo模型,通过研究风海波下光的干涉现象及漫射现象,建立水下光场的二三维可视化模型,基于改进的全局光照及辐射度模型实时计算出阴影的流动效果。此外,还给出了生成三维水下光场及动态光影的方法及相应的游戏动画图例。     

一种力的动态测试和仿真

介绍一种新研制成功的阶跃力测试装置，并提出了一种新的力仿真测试法，该装置具有两种测试信号输出，其中一路产生力值和波形已知的无质量仿真力；另一路是将无质量仿真力和到有质量的测试系统。输出动态力的曲线，根据系统响应，建立测试系统的动态数学模型，设计系统的动态数字补偿滤波器，用计算机软件对测试系统的动态参数进行补偿，实验结果表明，动态力的测试误差小于1％，该方法可推广用于科学试验和工程应用中。     

一种双模式双参数杂波图恒虚警检测器的实现

介绍了一种双模式双参数杂波图恒虚警 (constantfalsealarmrate ,CFAR)检测器的系统设计和硬件实现。该检测器采用静态杂波图和动态杂波图两种工作模式 ,分别处理时域平稳和非平稳的杂波环境 ,并且引入双参数恒虚警的工作原理 ,从而显著提高了恒虚警检测单元的检测性能 ,有效地抑制了虚警。同时 ,在硬件设计上采用一种以DSP芯片作为数据处理核心、以EPLD(embeddedprogrammablelogicdevice)作为流程控制中心的结构 ,提高了整个模块的可编程性和设计灵活性 ,并能够满足系统实时处理的要求。