基于现场总线的开放式网络化数控系统的设计

针对数控系统在高度集成化过程中产生的柔性和稳定性问题,构建了一个基于两层网络的可监控数控系统.将Profibus-DP总线和SERCOS总线应用于数控系统的控制器设计中,解决了数控系统因信息交互密集而产生的实时性、可靠性差的问题.控制器基于PC架构,通过引入RTX系统改善了桌面操作系统实时性差的不足;采用组件技术实现软件设计,系统任务模块为可独立运行的实现某种控制功能的程序块.通过对功能单元的配置得到不同的程序模块,从而实现控制器的快速重构.将故障监测与诊断技术用于数控系统设计中,构建了层次化的可监控体系.开发了原型机,在数控系统网络化研究方面进行了一定探索.     

执行器失效的跟踪控制律重构:故障掩蔽法

为避免直接重构系统状态过于苛刻的条件,提出了线性系统存在执行器故障时动态镇定和定点跟踪控制器重构设计方案.基于重构模块思想和故障掩蔽方法,导出了扩展虚拟执行器以获得静态和动态重构模块的统一描述,其中重构模块与标称控制器一起构成可重构控制器.从而实现了执行器故障情况下线性时不变系统的闭环稳定和跟踪性能恢复的重构目标.仿真表明:即使执行器故障重构闭环系统亦能镇定,并可达到稳态值恢复的跟踪重构目标.     

基于FPGA可重构的通用密码算法平台设计

针对数据加密和安全通信的大量应用,提出了基于FPGA可重构的通用密码算法平台设计方案,通过设计可重构基本算法单元,实现对多种常用密码算法可重构设计.重点研究了可重构密码算法平台的设计方法、实现过程以及组成结构.应用AES、RSA等典型密码算法进行测试,结果表明可重构密码算法具有较强通用性,综合资源利用率可提升大约27％.     

基于FPGA的可重构无线传感器网络节点设计

提出了一种简单的基于现场可编程门阵列(FPGA)模块来实现可重构无线传感器网络节点的方案.与传统方案相比,新方案较为精简,价格低廉,不再需要微控制器,大大减小了节点软硬件复杂度,可实现无线传感器网络节点的快速可重构设计.通过将自适应功率控制和低功耗媒体接入控制机制引入FPGA核,重构的节点大大地降低了功率消耗,充分表明提出的可重构设计方案是有效可行的.     

面向超精密元件柔性生产线重构的虚拟环境

对支持超精密元件柔性生产线重构的虚拟车间环境构建技术进行了研究和探讨.针对超精密元件柔性生产线(UPCFML)的特点建立了其形式化模型和面向超精加工虚拟环境的基本构架;针对物理重构和逻辑重构分别建立了相应的对象模型,即实体模型和基于OOTPN的流程控制模型,在此基础上实现了虚拟环境和重构系统的构建.经仿真证明,该技术为超精密元件柔性生产线的重构方案进行建模和分析提供了有效的手段和工具.     

具有可靠过流保护功能的电源通路控制方案

本文设计了一种可靠过流保护设计方案。设计方案重构了开关电路的设计,以及保护电路的设计,此方案具有自动识别非异常冲击电流自动恢复和异常锁死保护的特点。此方案可使用常见通用的电阻选择实现流保护阈值的精确设置,实现无需升压电路的过流保护电路,实现可以判断当前通路状态后再产生自恢复的过流保护电路。设计方案中避免了复杂的基准参考电源、升压电路、脉冲发生器的应用,精简复杂器件,同时方案更为可靠。     

可重构的虚拟数控远程操作面板生成系统研究

介绍了虚拟数控系统软件芯片的构建方法，研究了基于可重构的虚拟数控操作面板设计原理和实现技术；利用COM／DOOM技术，开发实现了可重构的、可定制的虚拟数控操作面板生成系统，采用ASP，ActiveX等技术和通用的协议标准TCP／IP，实现了了基于Web的虚拟数控系统的远程操作与监控，并给出了系统的运行实例。     

一种高效动态信道化接收机设计

提出了一种动态可重构信道化方法,解决了宽带信号跨信道问题.给出了动态可重构信道化接收机的设计方案,并对各部分硬件电路的设计进行了详细阐述.在FPGA内部实现了动态可重构信道化高效结构,并给出了该高效结构各组成模块的实现方法,该高效结构可大量节省FPGA的硬件资源.动态可重构信道化方法无需知道信号的调制形式即可实现宽带信号的动态重构,具有较强的通用性.     

大型电子设备群中EMC模块构成

为确保大型电子设备群在复杂电磁环境下正常工作,把EMC技术作为模块引入设备群的全生命周期中.提出了一种新的EMC模块设计方案,并结合对各子模块功能及其工作过程的分析论证了构成方案的可行性.阐述了该模块实现涉及的几项关键技术,建立了EMC预测子模块依据的数学模型并给出了程序设计流程,给出了EMC设计可利用的主要措施,提供了EMI自动检测模块的实现方法.运行效果表明,所提出的构成方案是合理可行的.     

一种摆动式柔性尾部的仿生机器鱼

提出了一种摆动式柔性尾部的仿生机器鱼设计方案,着重解决了机器鱼摆动式推进的问题.在该方案中,应用曲柄摇杆原理,采用了特殊的四连杆摆动机构,结合柔性尾部实现了机器鱼的摆动式推进;巧妙应用了霍尔位置传感器,检测摆杆临界位置,实现了鱼尾位置判断,进而控制鱼尾来转向;研制了以气缸为压缩泵的气路沉浮机构作为"鱼鳔",能使机器鱼进行沉浮动作.实验显示这种机器鱼达到了预期的功能,在水下作业、军事侦察、娱乐等领域有一定的研究应用价值.