面向MEMS系统级仿真的宏模型研究

典型微机电系统由受多能量域约束的功能器件与集成电路信号处理元件构成,具有多物理场耦合的特点.利用宏模型进行快速的系统级仿真分析是求解耦合MEMS静、动态行为的有效方法.对目前建立MEMS器件宏模型的方法做了系统总结,重点介绍了基于伽辽金思想的基函数叠加和基于有限元方程的矩阵子空间投影等数值宏建模方法,比较了各种方法的优缺点并给出了不同方法的适用条件和选择原则,讨论了目前系统级仿真面临的主要难点并提出了未来宏建模方法的发展方向.     

飞行器动力学信息辅助MEMS惯导系统

使用微机械电子(micro electro mechanical systems, MEMS)惯导系统(inertial navigation system,INS)的飞行器由于其MEMS惯性器件测量精度低,致使导航误差快速发散。针对该问题,提出了一种利用飞行器动力学(aircraft dynamics, AD)信息辅助MEMS惯导解算的方法。〖JP2〗它基于AD建立的飞行器运动模型和运动误差模型,利用实时解算的飞行器运动状态构建卡尔曼滤波器对MEMS惯导误差进行估计和修正。在此基础上,进一步考虑了INS/全球定位系统(global positioning system,GPS)组合导航时该方法的改进算法,提出了一种利用GPS定位信息和预测滤波器对飞行器动力学模型误差估计的方法。最后的半实物仿真实验结果表明,飞行器动力学信息辅助滤波器可以有效地减小系统误差,提高 MEMS惯导系统输出精度。     

分层蜂窝网络的层间联合建模与性能分析

分层蜂窝结构(HCS)已经成为第三代移动系统的一个主要发展要求。一个应用双向溢出策略的双层蜂窝网结构被研究,允许用户呼叫在上层宏小区和下层微小区间发生溢出,用户根据其移动速度进行接入层选择。为了评估这种分层网络的性能,提出了一种层间联合的微小区(宏小区)业务模型,此模型将常用的微小区(宏小区)业务模型(马尔可夫调制的泊松过程)延长,添加宏小区(微小区)的溢出业务模型(M/M/C/C的排队系统)。理论分析和仿真结果都验证了此模型的可靠性。最后利用此模型分析了速度阈值的作用。     

带阻容负载的能量存储系统建模与稳定性分析

阻容负载提高了能量存储系统阶次,对稳定性不利。为分析其稳定性,建立了降压模式下带阻容性负载的状态空间平均模型、小信号与大信号等效电路模型;通过分析小信号模型进行了系统补偿,提高了稳定裕量;通过大信号模型验证了补偿系统在大扰动下的稳定性。针对Simulink中无理想交直流变压器模块,提出了一种理想交直流变压器模型构造方法,还提出了一种新颖的基于此构造方法的负载参数动态仿真模型,可解决Simulink中动态参数负载仿真困难问题。这里建立的阻容性负载模型精度可与宏模型基本一致,但仿真效率远高于宏模型。     

基于HyperMesh的电主轴系统动态性能建模与仿真

振动对电主轴的性能影响重大,直接关系到能否实现高速化与精密化.针对该问题,以某型电主轴为研究对象,采用多体传递矩阵法对电主轴的某些参数进行简化与确定,在此基础上采用有限元仿真方法建立电主轴仿真模型,并使用仿真软件Hypermesh进行Optistruct器件的振动仿真,以确定系统的振动特性.再对电主轴系统的两种结构方案进行有限元仿真,结果得到了整个电主轴系统的前6阶固有频率及振型图,并据此对电主轴系统提出了综合性分析,其结果为进一步的动态特性优化、避免共振提供了依据,从而提高电主轴工作精度,也为电主轴的结构选型作出了重要贡献.     

基于Web的键合图法MEMS系统级多能量域仿真平台

通过对MEMS系统级仿真方法的研究，讨论了运用键合图法进行MEMS系统级多能量域仿真的可行性，提出了一种采用键合图／模拟框图混合表示进行MEMS动特性仿真的方法，并在该方法的基础上开发了一套基于功率键合图的MEMS系统级多能量域仿真软件平台“xi_Bond。同时一个基于键合图多通口场与结型结构的微元件库(包括梁、质量块、连接点、静电叉指等微元件)也在该仿真平台上得以实现，从而更好的支持了MEMS“Top Down”设计流程，并为系统快速建模提供了方便。最后通过一个多能量域MEMS系统仿真实例对该平台的有效性进行了验证。     

硅MEMS陀螺动态误差建模及系统仿真

为了增强MEMS(Micro Electromechanical System)陀螺抗外部角运动干扰能力,利用欧拉动力学理论,采用解析法构建了动态误差数学模型,分析了各误差的物理起因及影响大小。通过系统误差标定、补偿试验,计算基于MEMS惯性器件的微小型捷联惯性导航系统的动态误差。采用仿真方法验证了该系统应用于反坦克弹的可行性。     

微型可降解缓释系统释药模型研究

多腔体的微型可降解高分子聚合物药物缓释系统是一种新型给药技术,其载体结构是利用MEMS工艺的制备特点,结合药物释放的要求和高分子聚合物生物降解特性进行设计的。为了达到该系统在体内长期释药的性能,对释药载体的结构进行参数优化是十分必要的。基于面溶蚀的MonteCarlo溶蚀模型,建立了具有多腔体的微型可降解高分子聚合物给药载体的释药模型,并对不同结构形式的药物缓释系统载体进行了释药过程仿真。仿真结果表明,不同结构的微型给药载体给药效果也不同。仿真结果对微型给药载体的结构优化设计有重要的参考价值。     

BOOST变换器中混沌现象及其控制的仿真研究

分析了工作在电流断续状态下BOOST变换器的离散迭代模型,对该迭代模型的分岔现象进行了仿真研究。基于MATLAB的POWER SYSTEM工具箱,采用基于器件模型的仿真研究证实了该变换器中的混沌现象。针对该混沌现象采用了跟踪控制方法进行控制,该方法消除了变换器中的混沌现象,使变换器工作在周期1状态,基于迭代模型和器件模型的仿真结果表明了混沌现象的存在和所提控制方法的有效性。     

水下目标亮点结构仿真技术

在研究水下目标亮点结构数学模型的基础上,通过以TMS320C25为核心器件的硬件和软件相结合的方法,实现了水下目标亮点结构的仿真。经在消声水池进行实验,取得了满意的结果。文中主要介绍了水下目标亮点结构的数学模型、硬件结构、软件组成和实验结果     

加权平均法在GFSINS角速度解算中的应用

针对积分法带来快速误差积累以及开方法存在大量开方运算和符号误判等问题,提出了将加权平均法应用到无陀螺捷联惯导系统(gyro free strapdown inertial navigation system, GFSINS)角速度解算中的新方法。基于一种改进的九加速度计配置方式,推导了两种传统角速度解算方法;采用基于多元统计理论的加权平均法,将积分法和开方法得到的两组角速度通过选择最优权数进行有效数据融合,得到一组误差更小的角速度。仿真结果表明,此方法不仅能消除迭代误差,而且其角速度解算精度比开方法提高了大约1.5倍。     

一种用于九加速度计GFSINS的姿态角速度辅助算法

针对现有的一类无陀螺捷联惯导系统九加速度计配置方案解算载体姿态角速度时,存在需要开方及符号判断等不足,提出一种同时具有积分算法包含加速度计误差少、开方算法没有加速度计误差积累两种优点的姿态角速度辅助算法,彻底消除解算过程中开方及符号判断带来的误差,能够在一定程度上提高系统精度,同时降低导航系统的计算量、提高系统的实时性。     

多层前馈网络的一种模拟电路实现及仿真研究

本文在有源电力滤波器的多层前馈网络自适应谐波电流检测系统基础之上,通过系统构成和算法公式,首先提出了系统模拟电路的一种构成方法,并给出了电路实现框图。其次,为了利用ＰＳＰＩＣＥ电路仿真软件对所提出的模拟电路进行仿真研究,引入了宏模型概念。最后,对所推出的模拟电路进行了仿真研究。ＰＳＰＩＣＥ 仿真研究说明了所提出方法的可行性     

X-Y式光电跟踪系统虚拟样机建模及仿真分析

结合动量定理和动量矩定理分析了X-Y式光电跟踪系统的动力学特性,建立了X-Y式光电跟踪系统的非线性模型,并用虚拟样机技术对其非线性模型进行仿真.理论分析与仿真结果表明,当X轴和Y轴均以较高的角速度或角加速度运动时,因非线性关系所导致的扰动力矩会严重影响系统的跟踪精度,当X-Y式光电跟踪系统的X轴相对其各惯性主轴的转动惯量相等时,可彻底解决X轴与Y轴之间的运动偶合关系.     

基于Schur-Hadamard积波束形成的相干分布式信源参数估计

对于由本地散射导致的分布式信源参数估计,根据分布式信源空同角度信号密度的共轭对称特性,将相干分布式信源的方向向量化简为点信源方向向量与实矩阵的schut-Hadamard积,提出了一种基于Schur-Hadamard积波束形成的相干分布式信源中心波达方向和角度扩散参数估计算法.由于在约束条件中考虑了角度扩散,算法具有一定的鲁棒性,适用于角度扩散较大的场舍.仿真实验表明,与MUSIC类算法DSPE相比,基于Schur-Hadamard积的波束形成参数估计算法具有更好的信噪比性能和参数估计精度,更适用于复杂的通信环境.     

基于逻辑控制的双输入运动体感算法研究

针对飞行模拟器中的双输入经典洗出算法存在感知角速度信号丢失、相位误差、逼真度不足等问题.提出一种逻辑控制洗出算法:依据前庭系统理论改进经典洗出算法高通角速度通道结构,设计逻辑控制器和角位移连续发生器优化高通角速度通道和倾斜协调通道中的耦合角速度并稳定跳跃变化时洗出角位移,使改进率法更符合人体感知模型.在Matlab/S...     

从极化的观点讨论复杂目标角闪烁的计算方法

从极化的观点出发讨论了复杂目标角闪烁的两种计算方法。基于电磁散射理论推导了考虑接收天线极化时PVM计算复杂目标角闪烁的一般公式;对采用PGM计算角闪烁提出了一种不需要进行"相位伸直"处理的算法;利用PGM和PVM计算和比较了不同接收极化下几种典型复杂目标的角闪烁线偏差,对基于组合偶极子模型获得的PGM和PVM的等效条件给出了一般性的数值证明。     

粗糙面上方二维目标角闪烁特性分析

此前角闪烁特性的研究对象多为偶极子或自由空间中的典型目标,而海、地粗糙面环境中雷达目标角闪烁特性研究的需求更为迫切。采用矩量法与矩阵UV分解相结合(method of moments with the UV, MOM-UV)的快速计算方法,仿真求得PM谱粗糙面及其上方二维目标的各成分感应电流。再利用相位梯度法得到复合散射角闪烁线偏差的精确计算结果,并进一步分析各成分感应电流对角闪烁的贡献,探究耦合对于目标角闪烁特性的影响。     

AAG导引律在拦截机动TBM中的应用

对视线角加速度导引律(Angular Acceleration Guidance of the Line of Sight,AAG)在拦截TBM中的应用进行了研究,提出了基于卡尔曼滤波的视线角加速度估算方法,通过AAG与常规比例导引(PN)和增强比例导引(APN)的拦截仿真比较,证明了在弹目视线角加速度可准确估算的条件下,在拦截机动TBM目标方面,AAG导引律比常规PN导引律有效,比APN导引律更易于工程实现。     

由角噪声及目标闪烁引起的比例导引制导误差研究

研究了雷达导引头接收机中的角噪声(热噪声)以及目标闪烁对比例导引制导精度的影响.首先根据实际问题的物理意义建立比例导引制导系统模型.考虑到角噪声的带宽远远大于系统带宽,认为角噪声实质上是白噪声;认为低频目标闪烁近似于白噪声通过一阶惯性环节所得到的有色噪声.仿真结果证明,由角噪声以及目标闪烁引起的制导误差与导引头动力学特性和自动驾驶仪动力学特性密切相关;当制导时间较长时,由角噪声引起的脱靶量基本上与制导时间无关,采用频率捷变技术可以有效地降低目标闪烁对制导误差的影响.