激光引偏干扰教学实验系统的设计与实现

为了提高《光电对抗技术》课程的教学效果,设计了激光引偏干扰教学实验系统。首先,依据激光引偏干扰的工作原理,设计了半实物仿真模式的总体实现方案;然后,详述了主要功能部件的实现方法。设计的实验系统能够以自激励的模式复现激光引偏对抗警戒探测、威胁解析、决策控制和引偏干扰的全过程,可用于《光电对抗技术》及相关课程的激光引偏干扰系统工作原理和操作演练的教学。     

基于半实物仿真飞行平台的飞行记录系统设计

文章在研究了模拟座舱动作采集环境以及模拟飞行操作行为数据编码软件协议的基础上,提出了一种基于半实物仿真飞行平台的飞行记录系统设计并使用MATLAB/Simulink工具对飞行仿真平台进行图形化建模。本设计由硬件采集和软件存储融合而成,其中硬件设计部分包含了基于ZYNQ的音视频采集模块、ARINC664采集模块、ARINC429采集模块、兼容多类型离散量输入采集模块、网口通信背板和飞行操作套件等;软件存储模型由信源发生及加噪模块、数据压缩编码模块、数据存储模块和数据分析模块组成。与项目相关方多次联试结果表明:系统能够对飞行姿态参数、环境参数、发动机参数、各种告警信号以及飞行员通话信息和座舱语音信息等飞行仿真数据进行实时监测并循环记录。     

飞行模拟器操纵负荷系统内回路的逆模型控制

为了改善基于力回路的飞行模拟器操纵负荷系统的力感模拟逼真度,分析了内回路跟踪性能对力感模拟逼真度的影响;在基于结构不变性原理抑制多余力的基础上,提出了比例结合前馈逆模型补偿的复合控制策略,在不影响内回路稳定性的前提下,该复合控制策略能有效拓展内回路的频宽.仿真结果显示,该复合控制策略提高了内回路的跟踪性能.在基于RT-LAB的快速原型控制实验平台上进行了半实物仿真实验,结果表明该控制策略可以明显改善内回路的跟踪性能,从而显著提高操纵负荷系统力感模拟的逼真度.     

自然地表测距残差对激光测高系统的在轨检校

针对星载激光测高系统,提出一种基于自然地物表面测距残差分析的星载激光测高仪系统误差的在轨检校方法,该方法在已知地表先验模型的前提下推导出测距模型,根据推导的测距模型利用测距残差分析,对激光指向角误差及测距误差进行检校.相较于海洋扫描的测距残差分析方法,该方法利用了残差分析进行检校,但检校场不再局限于平静的海面,且避免了姿态机动;相较于自然地物表面的检校方法,利用了自然地物表面作为检校场,建立的误差模型更直观地反映出激光指向角对测距值的影响.仿真结果表明:该方法能较好地对激光指向角误差及测距误差进行检校,使假定系统误差值与系统误差检校值的偏差值优于12%.     

仿真转台对半实物仿真系统性能的影响

飞行仿真转台在半实物仿真中发挥着越来越重要的作用。本文先对仿真转台进行了简单介绍,之后将转台的模型简化为一个二阶环节,搭建转台的Simulink模型,测试转台的动态特性,将转台的模型接入半实物仿真控制系统回路,对整个控制系统进行动态特性的测试,最后对比转台接入前后半实物仿真控制系统的时域特性和频域特性,分析转台对半实物仿真系统的影响。     

基于NS2仿真的半实物验证系统的设计与实现

传统对网络的研究,常常利用仿真软件对研究结果进行验证,先得到仿真数据,再对其进行分析得出结论。然而,单从数据上分析和验证并不直观,也不容易让人理解接受。为此,在网络仿真的基础上结合实物网络环境提出了"基于NS2仿真的半实物验证系统"。该系统在网络仿真的基础上通过真实网络环境下实际业务的展示效果把结果反应出来,给人直观真实的感受,从而验证了仿真结果的正确性。     

组合导航半物理仿真系统的设计与实现

为了检验组合导航系统和算法的性能,提出了一种基于Windows2000操作系统的组合导航半实物仿真系统。详细介绍了该系统的软硬件设计,重点分析了可视化软件设计中难点问题及其解决方法。实践结果证明,该系统实时性高,工作稳定可靠,满足了设计要求。     

基于跟踪微分器的导引头半捷联稳定系统半实物仿真研究

为计算平台惯性角速度,将跟踪微分器应用到导引头半捷联稳定系统中.介绍了跟踪微分器原理,对基于跟踪微分器的导引头半捷联稳定系统进行了数字仿真和半实物仿真,仿真结果表明导引头半捷联稳定系统的稳定性能随弹体扰动频率升高而降低,典型弹体扰动下半捷联稳定系统的稳定性能满足指标要求.     

基于CPLD与单片机的激光脉冲控制卡设计

为实现激光微加工领域中单个激光脉冲在规定位置的精确输出,以CPLD(复杂可编程逻辑器件)和单片机为核心部件,研制出一种激光脉冲控制卡.CPLD用于实现单片机与上位工控机的高速并行通信,接收外部运动系统产生的脉冲信号,并对其进行4倍频处理;单片机对CPLD预处理后的脉冲信号进行计数、分频处理,并最终输出一定频率、脉宽可调的控制信号给激光调Q驱动器,利用声光调Q技术实现单个激光脉冲规律性的输出.结果表明:本板卡集成了CPLD和单片机各自优点,减少了外部电路模块,降低制作成本,提高了系统的稳定性.通过激光脉冲控制卡对外部运动系统及单个激光脉冲输出的协调联动控制,成功实现单个激光脉冲在规定位置的精确输出,保证了激光微加工的高质量和效率.     

组合导航半物理仿真系统的设计与实现

为了检验组合导航系统和算法的性能,提出了一种基于Windows2000操作系统的组合导航半实物仿真系统。详细介绍了该系统的软硬件设计,重点分析了可视化软件设计中难点问题及其解决方法。实践结果证明,该系统实时性高,工作稳定可靠,满足了设计要求。     

宽波束雷达高度表的回波波形特性分析及仿真

基于雷达高度表的回波波形与被测地形地貌的相关关系,提出了用仿真地形产生雷达高度的回波波形的方法,以替代昂贵的飞行试验取得回波波形,用仿真提供不同地形条件下产生的回波波形的数据,分析地形起伏情况和回波波形产生崎变之间的相关关系,建立雷达高度表的测高优化模型,以提高测高精度。     

飞秒脉冲激光沉积法的动力学过程实验研究

用钛宝石飞秒激光器将最大峰值功率密度为1.14×1013 W/cm2的激光作用在Bi4Ti3O12陶瓷靶、Cu靶、FeSi2合金靶上,研究产生等离子体羽的颜色和形状一般规律:内芯均为白色对应于高温高压等离子体;紧跟内芯的是等离子体的复合形成中性粒子的区域;颜色单一的外层是温度较低的中性粒子和低温等离子体区.飞秒脉冲激光产生的等离子体呈cos4θ的角分布.在准分子脉冲激光沉积下衬底温度为500℃时-FeSi2薄膜的生长模式是Volmer-Weber模式,衬底温度为550℃时β-FeSi2薄膜的生长是Stranski-Krastanov模式.实验发现飞秒激光沉积技术能解决传统PLD法中产生大尺寸微滴的缺陷.     

提高雷达高度表测高精度的方法研究

讨论了雷达高度表脉冲回波受地形、地貌、植被及雷达本身参数(波束、发射功率、频率、天线及指向误差角ξ)影响的问题,给出了一种在飞行实验中运用高速A/D直接测量雷达高度表回波波形数据,通过对飞行试验数据积累、分析、处理及计算机仿真,获得了高度表测高修正模型的方法．     

利用回波模拟对激光测距精度检验系统的设计

为解决激光测距在实际测量中受外部因素而导致结果不准确的问题, 设计了一种回波模拟系统对实测结 果进行检验。 测距系统向回波系统发射一束窄脉宽激光, PIN(Positive Input Negative)对激光采集和光电转换, 将转换完成的电信号发送至 FPGA(Field-Programmable Gate Array)中, FPGA 通过内置 PLL(Phase Locked Loop) 对电信号进行 15 倍频操作和高精度延时。 激光驱动部分利用 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)管开关性质产生窄脉冲信号, 对激光器进行调制模拟实际测量中的回波激光,最后在测距系统中得 出模拟结果。 通过对同一距离和不同距离的多次测量结果表明, 系统稳定性较高, 精度达到 0. 17 m, 误差为 0. 03 m。     

紫外波长光成丝在大气中传输时的激光脉冲宽度研究

文章用数值模拟方法研究了脉冲宽度对紫外激光丝在大气中传输的影响.248 nm波长的紫外激光在空气中能够形成光丝的脉冲宽度达到4 ns,比红外波长激光的脉冲宽度高3个数量级.在大气中可以利用长达几个纳秒的紫外脉冲激光在1 TW/cm2的功率下实现长距离的激光丝传输.在适当的长脉冲宽度情况下,可以用不含时间的稳态麦克斯韦波动方程来研究激光丝传输,研究了脉冲宽度的范围.模拟计算选取3种波长,比较了激光丝在氮气中传输的情况,说明了这些激光脉宽依赖于光束的功率.     

基于三角法的激光位移传感器的设计及实现

三角法属于主动视觉测量方法,是非接触光学测量的一个重要形式。本文介绍了激光三角法测距的基本原理,对比不同类型的激光三角测量系统,并比较了其优缺点。利用三角法测量原理,通过线阵CCD、电子信号分析电路和单片机信号处理,设计并实现了一种高分辨率测距传感器,并对不同条件下的测试结果进行了分析,同时提出了改进方案。     

多通道脉冲激光探测技术研究

在介绍多通道激光探测系统工作原理的基础上,设计了一种基于数字化的激光探测系统,采用一种基于抛物线内插互相关时延估计的激光定距方法,从而进一步提高定距精度. 该系统采用6路双通道ADC并行采样,具有较好的实时性. 仿真结果表明,互相关时延估计算法能够在低信噪比（R_SN=-7 dB）下实现定距,最大距离误差为0.74 m.      

双脉冲激光驱动飞片实验与理论计算

飞片速度是衡量激光驱动飞片起爆能力的重要指标,如何在有限的激光能量密度下提高飞片速度是需要研究的关键问题之一.本文进行了双脉冲激光驱动飞片实验,采用将激光分束再汇聚的方法,实现双脉冲激光驱动飞片过程;采用激光纹影高速照相法,观测了不同时刻下飞片的形态和位置,给出了飞片运动速度.推导了双脉冲激光驱动飞片速度的理论计算公式,计算了不同激光能量和脉冲间隔下飞片的速度.研究发现,在相同激光能量下,采用适当时间间隔的双脉冲激光,可以提高飞片对激光的能量吸收率,从而提高飞片速度.     

应用于MOPA的可编程半导体脉冲种子源激光器的设计与实现

设计出一种高速可编程的半导体脉冲种子源激光器,用于主震荡功率放大器脉冲光纤激光器。具有较大的峰值电流、1 Hz～1 MHz的可调重复频率、20 ns～0.5μs的连续可调整脉冲宽度。测试结果显示此可编程半导体脉冲种子源激光器工作性能稳定可靠。