炮弹轴向加速度测量方法

炮弹轴向加速度是一维弹道修正引信进行射程修正的重要参数,为了消除传感器安装在远离炮弹质心的引信中而引起的离心加速度,采用艰加速度传感器纵向排列的方法检测炮弹质心轴向加速度,利用弹道方程生成随机弹道作为实际弹道进行了仿真分析,设计了测量装置,在弹丸飞出炮口的时刻,弹载加速度传感器开始采集上升阶段的弹丸轴向加速度,进而利用数值积分法计算出射程偏差量,将算法仿真得到的射程偏差量与理论值进行比较,证明该方法能够满足工程实现要求。     

视轴稳定系统的模糊PID控制器设计

为了实现无人机视轴稳定系统的准确测量与跟踪,设计了经典PID和模糊控制为基础的视轴稳定控制器。在实际工程中PID参数整定过程存在大量不确定性,为了实现PID参数的在线整定,将模糊控制算法与经典PID控制相结合,构造了参数自整定模糊PID控制器,实现了对PID控制器的修正。在MATLAB中的Fuzzy Toolbox和Simulink中,将PID和参数自整定模糊PID进行对比,参数自整定模糊PID控制器在无扰动和10 Hz的正弦扰动的阶跃响应曲线表明,模糊PID相对于模糊控制和PID控制有更短的响应时间和更小的隔离度;在输入为1~10 Hz的系统正弦响应曲线,模糊PID误差最小,控制效果最好。由此可得参数自整定模糊PID在视轴稳定系统中有良好的鲁棒性和控制性能。     

基于FPGA的CMOS传感器高速视频采集系统

依据图像采集和传输的方式和方法的不同,提出了一种以CMOS数字图像传感器作为相机光电转换器件的数据采集方法.设计了一种利用FPGA作为核心控制芯片、USB为传输接口、CMOSOV5620为图像采集芯片的高速视频采集系统.介绍了系统的总体设计结构,给出了各个模块的具体硬件设计方法和软件流程,得出了可行性结论.     

硅棒特征点三维坐标视觉检测技术研究

针对人工接触式硅棒参数检测中存在的耗时、低效、误检等问题,提出一种采用四CCD机器视觉系统作为硅棒参数实时检测的非接触式测量方案。系统基于多目视觉检测原理,以四CCD多目视觉检系统作为机器视觉检测前端数据采集模块,拍摄待测硅棒表面轮廓图像信息。相邻两CCD构成正交双目交汇数据采集子模块,子模块基于正交双目交汇测量原理实时采集两路含有目标空间信息的数字图像数据并保存到上位机。上位机图像处理系统读取采集图像,完成多目相机标定,特征点提取、同名点匹配以及视差计算后提取出目标特征点三维坐标。该检测技术有效避免了人工主观因素造成的漏检、错检,满足实时在线检测要求,实现了硅棒特征点空间三维坐标高精度检测的目的。     

条纹相机远程控制系统设计

针对激光驱动惯性约束核聚变超快诊断的远程控制需要,设计了一种条纹相机远程控制系统.该系统采用了网络化虚拟仪器结构,系统硬件主要由PC104+计算机、PC104多功能数据采集卡、通用计算机以及局域网组成,系统软件使用LabVIEW环境进行开发.对条纹相机远程控制系统进行了实验测试,结果表明,系统能够远程实现条纹相机电源控制、工作电压监控、延迟时间控制及扫描速度控制.     

高帧频CMOS相机数据传输系统设计及仿真

为了解决高帧频相机所采集的大量视频图像信息的高速实时传输问题,提出一种高速图像信息传输系统的设计方法.利用Verilog硬件描述语言,在XILINX FPGA内构建了介质访问控制器（Media Access Control,MAC）,并结合外部物理接口收发器（Physical Layer Devices,PHY）实现了高帧频大容量高速图像信息传输的千兆网卡设计方案.重点对MAC核的WISHBONE接口模块、发送、接收以及GMII管理模块进行了详细设计,最后,对系统的功能和传输速率进行了实验测试.以1000 Mbps速率进行仿真,结果验证了方案的可行性.     

弹道参数对弹丸落点的影响分析

针对现代炮弹引信高精度修正技术要求,研究初始条件误差对弹丸落点的影响.提出一种比较辨识弹丸落点及精度的方法,通过建立弹道数学模型,利用龙格-库塔法实时快速的解算理论弹道,分析了弹道散布及其影响弹道散布的因素.用初速、弹道系数、射角参数对弹道散布影响进行仿真,仿真结果表明:积分步长h=0.05 s时,获得的理论弹道与<43年阻力地炮弹道表>射程相比,距离射程误差仅为0.7%.     

基于FPGA的实时双目图像采集与预处理系统设计

针对目前智能交通监控系统中动态目标数据量大、噪声干扰多、实时性要求高等问题,设计了基于FPGA的实时双目图像采集与预处理系统。利用FPGA的并行特性和流水线技术,实时采集双通道图像数据,且通过DDR3 SDRAM缓存,再将其用拼接方式输出显示;采用像素排序流水线操作,实现了基于FPGA的并行中值滤波算法,提高了算法处理速度。试验结果表明,所设计的双目图像采集与预处理系统能够实现图像的实时采集与显示,并能快速地进行图像降噪处理。     

炮管俯仰系统建模及油液污染影响控制仿真

非平衡炮管俯仰系统控制的关键是如何克服变化非平衡力矩、油液污染造成内部参数改变等扰动的影响。为实现其高精度控制,给出了一种基于模糊PID理论设计的控制器,采用集中参数法建立各组件数学模型并联立得到系统整体模型,进而搭建Matlab/Simulink仿真模型,应用传统PID控制器与模糊PID控制器进行驱动腔的控制。对比仿真结果表明,模糊PID控制可有效提高系统控制精度至0.1mil,且响应速度得到了一定改善。证实了PID控制结构简单却不能在线调整参数,模糊PID控制因具有较强的鲁棒性而容易获得更好的控制效果。     

二层拓扑结构的Zigbee时间同步算法

为了解决大规模无线传感器网络中同步误差随跳距的累积问题,提出一种基于二层拓扑结构的时间同步算法.首先,通过根节点发送时间同步报文,沿二层拓扑结构从父节点到子节点传递时间同步报文;其次,支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间,更新并发送同步报文;最后,非支配节点根据同步报文到达时刻调整本地时间.依此类推,最终可实现所有节点的时间同步.应用结果表明,在由31个节点组成的无线传感器网络中,该算法的同步开销相比较于RBS算法减少了93%.而引起累积误差的关键路径长度相比较于连通支配集算法减少了50%.