某大型无人机实时仿真系统的快速原型设计

针对某大型无人机建立无人机、舵机、传感器的数学模型,在MATLAB/Simulink环境下建立无人机仿真系统快速原型模型并进行优化,将仿真系统快速原型模型自动转化为可执行的应用程序,并直接加载到目标仿真计算机上运行,最后进行仿真验证并对系统的功能和性能进行测试;仿真结果表明,快速原型技术在降低无人机仿真系统设计难度、缩短设计周期的同时,能够满足飞行仿真试验对无人机仿真系统的实时性和可靠性要求。     

基于快速控制原型的永磁同步电机控制系统开发

永磁同步电机控制是实际工业生产中一种比较常见的控制问题。采用快速控制原型的开发模式,在MATLAB中完成永磁同步电机控制的建模、仿真,并利用MATLAB的相关硬件支持包将仿真程序通过自动代码生成的方式转化为嵌入式可执行程序,加载到Xilinx系列ZedBoard板卡,实现了永磁同步电机在开闭环等状态下转速的实时控制,实际电机和虚拟电机的转速响应波形差异很小,闭环状态下转速误差小于0.1°/s。采用该开发方式具有编程工作量少、人机交互简单、实时监控的特点。     

基于简化对焦模型的自动对焦窗口调整方法

提出一种基于简化对焦模型的自动对焦窗口调整方法用于数码相机自动对焦过程.根据初始对焦窗口和初始像距计算初始对焦窗口边界的视场角,镜头位置改变后,再根据此视场角和新的像距计算新的对焦窗口边界,进而调整对焦窗口,实现景物跟随.实验结果表明,该方法能够在物距未知的情况下近似地计算出目标的像高,与固定对焦窗口相比,能够避免背景信息的干扰,使评价函数具有单峰性.且该方法计算过程与图像内容无关,不受图像模糊程度的影响.     

基于模型的发动机仿真与优化

利用Matlab软件中的MBC(model-based calibration)工具箱和仿真软件Ricardo Wave对汽油发动机的动力性进行了基于模型的标定和优化;在标定流程中,首先利用Wave建立了发动机仿真模型,并通过验证;接着,运用实验设计(DoE)方法确定了发动机的运行工况点,并用仿真模型计算出发动机在这些工况点处的参数和性能(扭矩、油耗、功率和缸内最高压力等);最后,建立发动机数学统计模型和标定优化;得到了发动机点火提前角、空燃比MAP图和优化后转矩的三维图;研究结果表明,该方法结合现代DoE试验设计理论和自动标定技术,不仅使发动机的扭矩从198 Nm提升到215 Nm,还能减少试验时间,提高标定效率。     

基于多Agent的飞机电子仪表系统仿真模型

电子仪表系统（EIS）在飞机飞行和维护过程中对飞机性能参数的显示具有至关重要的作用。针对电子仪表系统（EIS）功能仿真提出一种基于多Agent的电子仪表系统建模方案,从整体角度对系统功能进行了描述和分类,在功能分类的基础上建立了层次化系统结构模型,利用混合型Agent对系统功能对象的结构进行了设计并建立了系统功能行为模型。最后以发动机N1转速超限为例对上ECAM显示功能进行验证,证明该方法在飞机电子仪表系统仿真建模的实用性和可靠性。     

基于二阶振动系统响应模型的激光制导信号动态模拟

针对载机平台上的激光目标指示器照射过程的动态响应及其模拟,利用高斯白噪声,通过由滤波器产生的有色噪声的方法模拟了目标指示器指示激光光斑抖动信号的统计平均特征,分别进行了抖动光斑位置随时间变化和在简化地物模型下漫反射信号强度随时间变化的动态模拟以及实际验证测试。经分析表明:在载机平台上,激光动态照射过程中的反射信号强度的变化是与平台相对于目标运动、目标表面的漫射特性和反射特性等因素相关的综合函数;基于二阶振动系统响应模型的方法可应用于激光目标指示器照射过程中的激光制导信号的大气传输和探测的动态模拟。     

一种陀螺稳定平台瞄准线漂移的惯性补偿方法

针对陀螺稳定平台系统中地球自转引起的瞄准线漂移问题,提出一种基于惯性姿态信息的瞄准线漂移补偿方法。该方法根据惯导系统解算得出的平台地理坐标和姿态信息计算出地球自转角速率在光电稳定平台坐标系上的投影,稳瞄控制单元利用该投影信息自动补偿平台上的速度反馈数据,消除由地球自转造成的瞄准线漂移。试验结果显示,使用该补偿方法后的方位漂移及俯仰漂移分别是1.69 mrad/h和1.84 mrad/h,远小于不加该补偿方法时的方位漂移6.89 mrad/h及俯仰漂移7.32 mrad/h,证明该方法可有效补偿瞄准线漂移。     

车载大功率DC/DC电源变换器半实物仿真验证测试方法

介绍了一种车载大功率DC/DC电源变换器(以下简称DC/DC)的测试方法,运用V模式理念并结合半实物仿真验证测试方法对DC/DC的技术方案进行了全数字仿真验证测试、对DC/DC的控制电路部分进行了快速控制原型仿真验证测试、对DC/DC的功率电路部分进行了硬件在环仿真验证测试、对集成功率及控制电路的DC/DC进行了功率硬件在环验证测试,并根据测试结果又进行了迭代验证测试。通过半实物验证测试,对DC/DC各项设计参数的正确性及性能指标符合性进行验证测试,保证DC/DC技术方案的合理可行。     

基于DSP+CPLD的无人机双余度全电刹车系统设计与实现

为了提高无人机现有刹车系统的刹车性能和刹车效率,文章针对无人机双余度全电刹车系统进行设计,介绍了双余度全电刹车系统的原理及结构特点,特别对无人机双余度全电刹车系统的关键技术即半物理防滑控制盒和驱动控制器的设计进行了详细分析;设计了以DSP+CPLD为控制核心的28 V低压刹车驱动控制器,通过半物理实验表明刹车过程压力平稳均衡,系统工作高效可靠,控制性能能够满足无人机全电刹车系统的要求。      

基于变焦系统的红外成像目标模拟器研究

随着红外对抗技术的发展,红外成像制导已成为光电精确制导技术的一个发展方向。简要介绍了红外成像制导武器系统半实物仿真的发展现状。针对目前半实物仿真采用一弹一仿的问题,提出了基于五轴转台的新型仿真方案。通过采用变焦距投影系统目标模拟器,使得不同视场、不同焦距、不同型号的导引头可采用同一套仿真系统进行仿真测试,提高了仿真系统的效费比。设计了衍射受限长波红外变焦投影光学系统,系统变倍比为2 3,弥散斑直径小于50μm。     

电阻阵列红外场景投射器的辐射特性研究

介绍了 64× 64元金属氧化物半导体MOS场效应晶体管式电阻阵列红外场景投射器 ,并对其辐射特性进行了研究。包括光谱输出特性、光谱等效温度、输出的非均匀性、温度分辨率等。通过分析 ,给出电阻阵列红外场景投射器性能改进意见。     

航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器设计

设计了一种航天器中远距仅测角导航硬件在环测试的光学模拟器,可对仅测角导航视觉传感器的硬件、软件和算法的性能及可靠性进行验证。首先对该光学模拟器进行了系统描述,包括硬件组成和星图模拟软件设计。硬件选用的都是商用、现成的部组件,可大幅节约研发成本,缩短开发周期。其次,重点阐述屏幕亮度与恒星星等之间的关系,以及该光学模拟器的光学原理。最后对该光学模拟器的星图模拟进行实验测试,并介绍了一种基于Clohessy-Wiltshire (CW)方程的仅测角导航模型,用于硬件在环测试。验证了几何校正后的光学模拟器完全满足航天器中远距仅测角导航硬件在环测试要求,并得出相对于几何校正前,终端时刻的相对位置精度提高了25.5%,相对速度精度提高了31.3%。     

Study of Lamination Characteristics for Rapid Prototyping

ＳｔｕｄｙｏｆＬａｍｉｎａｔｉｏｎＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒＲａｐｉｄ　Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ￥ＬｉｕＹｕ；ＺｈａｎｇＨａｎｂｉ；ＥＭａｏｈｕａ（ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇＤｅｐｔ．Ｏｐ...     

无人机收发信机快沿电磁脉冲效应研究

为了探究快沿电磁脉冲(FRTEMP)对无人机收发信机的损伤效应,以某型无人机收发信机为研究对象,通过快沿双指数脉冲Marx源与GTEM室模拟产生快沿电磁脉冲对收发信机进行辐照实验。以收发信机是否损坏无法工作为收发信机是否受到电磁脉冲损伤的判别依据,同时进一步检测收发信机内部电路具体损坏器件。实验结果表明,快沿电磁脉冲能够造成无人机收发信机损坏,得到了导致无人机收发信机损坏的快沿电磁脉冲场强阈值。对损坏的无人机收发信机进行机理分析和检测,结果表明,本振电路损坏导致收发信机无法输出工作信号,而锁相环是导致本振无法工作的的关键原因,通过定位到具体受损器件可以进行进一步脉冲防护工作以及为易损器件加装防护提供基础。     

工业CT切片图像直接生成快速原型层片数据

为了将工业CT与快速原型直接集成,提出了一种由工业CT切片图像直接生成快速原型层片数据的方法。首先对工业CT切片图像进行边缘提取、去噪、细化、连接和轮廓跟踪,获取样件的内外结构轮廓点数据;然后在相邻断层间建立轮廓匹配点对,线性插值层间轮廓数据,以满足快速原型加工对层片厚度的要求,并用三次B样条曲线对所有轮廓进行拟合;最后经过轮廓数据点采样和内外轮廓判断后,生成通用层接口文件输入快速原型系统。试验验证了该方法的有效性与正确性。     

Experimental investigation of supercontinuum generated from microfiber loop wound on Al-coated silica rod

The microfiber loop supported by Al-coated silica rod is assembled. The critical coupling condition with a maximum extinction of 23.26 dB in the loop is achieved by tuning the coupling coefficient. The supercontinuum generation from single-mode fiber, optical microfiber and microfiber loop is investigated experimentally. Compared with single-mode fiber, spectrum broadening of optical fiber microwire is larger. We also demonstrate that the flatness of supercontinuum generated from the microfiber loop can be controlled by shifting the cross angle between two ports of the microfiber loop wrapped around silica rod. The properties of microfiber loop may provide opportunities for new application of supercontinuum.     

稳定高质量光参量啁啾脉冲放大系统优化设计

要实现光参量啁啾脉冲放大（OPCPA）系统稳定、高质量输出,需要同时对光参量放大和泵浦光倍频这两个非线性过程进行优化设计。在光参量放大系统优化设计中,建立了描述光参量放大过程的多种简化物理模型;通过模拟泵浦光和信号光口径匹配关系,分析了放大信号光空间两维对称性并提出了优化方法;建立了非线性晶体最佳长度确定及调谐方法,以实现信号光输出高稳定性。在泵浦光倍频系统优化设计过程中,提出应用位相失配法实现稳定倍频输出,研究表明这种方法不仅能实现倍频光能量起伏抖动远远小于基频光能量的起伏抖动,而且能减小泵浦光近场调制度和时间波形调制,极大地改善输出倍频光光束质量,进而提高OPCPA系统输出信号光质量。