某型雷达信道模拟器设计及关键技术研究

由于导弹在真实的飞行过程中相对地面运动,引起信号多普勒和时间延迟变化,而测控系统在进行地面联试过程中迫切希望能够模拟这些动态特性,以保证雷达在真实环境中能够正常工作;信道模拟器就是为实现这一目标而设计的,根据弹道信息利用模型计算模拟出信号的空间传输特性,制造出各种典型信道特性和电磁环境,模拟出终端信号的多径效应、噪声、距离延迟、多普勒信息,以实现测控系统的准动态联试;应用表明,该模拟器能够满足任务前的系统动态联试,还可用于雷达的日常维护训练。     

结合ICA预处理的麦克风阵列语音增强系统

在强背景噪声和强反射环境中,麦克风阵元接收的信号质量很差,从而影响麦克风阵列语音增强系统的性能.ICA能够仅从现测信号中提取出潜在的独立成分,基于此特性,本文将ICA引入麦克风阵列语音增强系统,利用ICA对麦克风阵元接收信号进行分析,从中提取出较纯净的目标语音作为系统的输入信号.ICA预处理可以有效抑制背景噪声和回声,提高输入信号的质量.真实环境中的实验表明,ICA预处理能够显著改善麦克风阵列语音增强系统的性能.     

航空地面电源发电机励磁系统仿真设计与实现

受系统规模和复杂性、安全性等的限制,很多航空地面电源的实验无法直接在原型系统上进行;为了实现真实地模拟航空地面电源发电机励磁系统,方便检测其实际工作状况和进行仿真实验,提高可靠性和安全性;以某型航空地面电源车发电机励磁系统为研究对象,对系统模型的建立和仿真进行了分析,选用Matlab软件平台对系统模型进行了仿真和试验;仿真和试验结果验证了该设计方案的可行性,表明了该模型能够真实地反映航空地面电源发电机励磁系统的实际运行特性,具有较好的动态性能;该设计可为未来航空地面电源的分析和设计提供新的思路和方法,同时也可为新型航空地面电源的研制提供试验平台。     

星载测量通信系统模拟器设计与实现

为了在地面对星载测量通信系统之间互联互通性能进行测试评估,设计了一种可替代星载测量通信系统的地面模拟器,该模拟器由收发信机,时频单元,信道仿真器以及管理控制计算机构成,收发信机采用双FPGA架构设计,支持星间信号的收发处理,在功能性能指标方面与星载设备具有良好的一致性,信道仿真器能够实现信号传输延时、多普勒以及衰落特性的实时仿真,可显著增强试验场景的真实性以及评估结论的可信性;互联互通试验过程表明,该模拟器功能齐全、性能可靠、操控简单并且易于搬运,试验结果有效验证了星间互联互通方案的可行性.     

基于生物力学的虚拟人运动控制及行走仿真

为使虚拟人运动控制产生的运动行为更加接近真实人体运动,构建了一个基于生物力学的虚拟人运动控制系统.该控制系统主要包含3层:高层策略控制层,用于监控环境变化和虚拟人自身状态,并依据给定的控制策略向中间层送出控制信号;中间脊椎反射层,可接收来自高层的控制信号和感知到的虚拟人自身状态及环境信息,并映射为肌肉的激励信号;底层肌肉驱动层,通过引入肌腱模型来产生与真实人体肌肉力特性相同的驱动力.为了提高仿真行走运动的逼真性,在控制参数优化过程中引入步态相似度作为评价标准.在Matlab中的Simulink环境下进行虚拟人行走运动仿真实验的结果表明,文中系统能够自主控制虚拟人平稳行走且运动有很好的逼真性;仿真结果表明,该系统可行性强,且在优化过程中加入步态相似度评价标准获得的控制参数能够产生更为逼真的虚拟人行走运动.     

混沌分形在内燃机振动信号分析中的应用

从理论上分析了柴油发动机燃烧过程的分形特性，运用混沌和分形理论对实际测得的发动机缸盖振动信号进行了分析，计算了信号的关联维数。结果表明：缸盖的燃爆冲击振动是一种混沌运动。而且，随着喷油器工作状态的不同，信号的关联维数也发生变化。系统振动不确定性成分增多，关联维数变大，系统振动确定性成分增多．关联维数变小。通过选择合适的嵌入维数，计算的关联维数能够反映系统的真实特性，关联维数可以作为发动机状态监测和故障诊断的一个特征参量。     

某型直升机半物理仿真视景系统设计

仿真视景系统能将所采集到的数字式自动驾驶仪系统信号全面显示,并且模拟发送自动驾驶仪半物理仿真系统所需信号.视景系统集成了基于硬件采集的数据收发系统,并且通过软件实现数据接收、存储与发送.在地面半物理仿真中进行联调试验,研究探讨了该系统的技术要点,给出了系统硬件、软件设计,并对所存数据进行分析.结果表明该系统具备工程应用要求,真实的反映直升机半物理仿真试验过程.     

无人机地面运动控制与仿真

为了解决无人机纠偏刹车系统中实际存在的问题,对无人机地面运动进行了研究,采用前轮转弯、方向舵、差动刹车联合使用模式,以无人机的侧偏角、侧偏距为反馈信号,设计了无人机地面运动纠偏控制律,通过遗传算法的全局优化过程实现其纠偏参数寻优,在Simulink平台建立了无人机纠偏数学模型;试验结果表明,建立的无人机地面运动纠偏数学模型正确有效,能够模拟出无人机地面运动的真实情况;基于遗传算法的控制策略能够实现一定范围内的无人机地面运动纠偏,提高跑道的利用率。     

气井出砂动态监测技术研究

在天然气开采过程中,气井出砂十分普遍,出砂会导致井下管柱,工具及地面设备加快磨损,严重时会使气井减产甚至停产。本文利用微振动信号检测方法对气井出砂的动态监测技术进行了研究,监测系统采用工控机为主控处理单元,通过检测砂粒碰撞地面输气管壁所产生的微振动信号并对信号进行滤波、放大和采集处理,根据出砂信号与出砂量之间关系的理论模型动态监测井口的累积含砂量,为防砂方案的制定提供数据支持。该系统在实验室条件下进行了模拟试验,试验结果表明系统能够对气体携砂情况进行动态监测。     

基于振动特性分析的采煤机煤岩识别控制系统

针对采煤机截割过程中的煤岩识别及滚筒自动调高控制问题,提出并设计了一种基于振动特性分析的采煤机煤岩识别控制系统。该系统采用传感器检测采煤机滚筒在截割煤岩过程中3个方向的振动信号,采用PLC进行振动信号的分析和处理,得到采煤机滚筒在截割煤岩过程中的振动特性规律,由此建立采煤机滚筒调高控制规则表,并通过反馈信号偏差在线查表和控制信号输出的闭环控制方法实现采煤机滚筒的自动调高控制。相似模拟截割试验结果表明,该系统能够较好地实现煤岩界面识别和滚筒自动调高控制,具有良好的动态性能。     

测发控系统前置测控软件热备冗余研究

前置测控软件是运载火箭地面测发控系统中的重要组成部分,主要负责试验和发射中运载火箭的地面部分数据的采集和显示以及控制,具有实时性强、可靠性高、数据量大和接口关系复杂等特性;针对目前航天发射呈现任务高密度常态化,试验次数增多,对前置测控软件的可靠性需求提高的问题,研究了基于心跳信号的热备冗余系统,通过设置主备两份软件以及互相之间心跳信号通信的方式,在主份软件故障情况下,可实现软件冗余系统自主切换,提升了在试验过程中前置测控软件和地面测发控软件系统的整体可靠性,保证了软件在运载火箭在测试和发射试验中的稳定性,为未来运载火箭地面测发控系统软件可靠性研究提供了思路;     

制导半实物仿真中的目标角闪烁特性仿真方法

在雷达目标特性的研究中,关于角闪烁的问题,大多数是从数学模型和数字仿真方面描述的,在制导半实物仿真系统中如何实时生成带有角闪烁特性的雷达目标回波,是对雷达目标特性研究的一个新方面.为真实实现雷达的射频目标,提出了一种在导弹制导半实物仿真系统中仿真具有角闪烁特性的雷达目标回波信号的方法,将由数学模型计算得到的角闪烁数据,引入阵列馈电控制系统中,形成带有角闪烁特性的雷达目标回波信号,采用仿真方法复现了导弹面临的电磁环境.仿真结果表明,雷达目标特性实现实际工作过程中可能的问题,为设计提供了依据.     

基于单片机的直流电动机的信号采集系统设计

装甲车辆起动过程中,直流电动机部分容易发生故障,传统的电机诊断方法都是定期制定维修计划,这种检修方式容易造成维修不足、维修过量以及盲目维修的问题,为了深入分析电动机故障发生时的参数信息的变化,构建一套能够采集电机运行参数的系统,对采集电枢电流和振动信号进行时频域分析,能够反映故障发生的特点;该系统以STM32103C8T6为主控芯片,设计了电流、振动信号采集电路,信号调理电路,对A/D转换模块、数据存储模块进行了编程实现,能够对直流电动机的电枢电流和振动信号进行实时采集,并将数据保存到上位机中进行后续的调用处理;通过测量对比直流电动机起动过程轴承部位发生不同故障时的电流和振动信号,利用MATLAB仿真实现时域内的信号显示,并在MATLAB平台中,编程实现了振动信号的时频域分析;仿真结果表明,该采集系统能够准确测量信号,具有成本低,体积小,精度高等优点,能够为故障特征提取提供较好的数据基础。     

组合逻辑电路中软错误率的频域分析方法

基于频域的软错误率分析方法可实现快速而精确地分析组合逻辑中软错误的电气屏蔽特性和窗闩屏蔽特性.该方法利用信号和逻辑门的频域特性,计算瞬时错误信号在组合逻辑电路中传播过程.基于频域的分析方法主要分为2个处理步骤:线性系统处理和非线性系统处理.线性系统处理通过电路系统的频率响应来计算输出信号.非线性系统处理瞬时信号的幅度过...     

一种卫星半实物模拟训练等效器的设计与实现

由于在实装上进行卫星地面测试的日常训练可能会造成设备的严重损耗,不能用真实卫星作为日常训练对象。通过分析大量卫星的供配电特性,设计半实物供配电设备模拟器,用其代替真实部件引入闭环回路,实现卫星内部供配电分系统的实物等效。以计算机为核心实现数据采集及数据处理系统,并可实时接收遥控指令、模拟生成遥测数据,配合地面测试系统响应测试流程。硬件实物仿真设计了数据采集、信号产生等硬件板卡,实现配电等效、指令等效、测量等效的功能。模拟器整体设计以PXI总线为接口,满足了系统的模块化及通用化设计,可方便实现其他模拟器的组合及扩展。经过现场运行表明及用户实际测试表明,该设备可完全替代卫星供配电分系统实现卫星电气性能模拟,有效配合地面测试人员的日常训练。     

七自由度虚拟外骨骼运动仿真研究

研究人体运动的真实关节状态,针对地面反作用力对外骨骼系统的影响,单纯数学模型不准确。为解决上述问题,提出了根据机械模块(SimMechanics)的建模方法。利用D-H(Denavit Hartenberg model)运动模型建立外骨骼的机械连杆模型,并作为虚拟建模的对象。引入速度阈值,解决地面反作用力的不连续问题,采用PD控制方法进行控制。利用SimMe-chanics中的驱动器模块、传感器模块、关节模块建立完整虚拟外骨骼机械仿真模型进行仿真。仿真结果显示虚拟外骨骼的关节运动状态能够有效的跟踪上期望值,证明方法能够真实体现人体的运动形态动特性。     

位移传感器仿真器设计

针对目前机载系统地面试验的要求,设计了一种简单、驱动能力强、通用性好的位移传感器仿真电路。运用模拟乘法器AD633完成基准载波信号幅度的调制,简化了硬件电路的复杂度;利用运算放大器的非线性反馈以及三极管的电流放大特性,大大提高了电路的带负载能力;使用基准电压和以及调节接口的设置提高了仿真电路的通用性。在某飞机飞行控制系统地面试验中的应用表明,该位移传感器仿真电路能够实现角位移传感器及线位移传感器信号的仿真,运行稳定、波形良好,有一定的推广意义。     

星载激光测高仪测量森林的回波信号处理

星载激光测高仪的回波信号能够灵敏反映地面植被组成和地表高度的变化,因此能够用于探测森林地貌;首先对星载激光测高仪的森林回波信号及其处理方法进行了介绍,探讨了在不考虑植被聚集情况下,植被组成与回波信号之间的关系;由于植被的聚集效应,例如树叶群集成树冠,会导致植被组成参数与真实值之间存在差异,这需要建立关于三维的空间分布模型加以解决.     

基于KD-JMASE的信号级雷达系统仿真

目前的雷达仿真系统,建模方法与接口标准不统一,模型重用性和互操作性差,这是雷达仿真领域的重点之一,也是难点.针对上述问题,利用联合建模与仿真环境(KD-JMASE)建模与仿真的良好的重用性和互操作性,并结合雷达信号处理的相关理论,分析雷达系统各个模块间的信号过程,设计与实现了信号级雷达系统的模块化模型,并通过建立目标的运动模型,在信号层面上实现了对空警戒雷达完整工作过程的仿真,仿真结果表明:用KD-JMASE所建立的系统能够真实反映雷达的信号过程及特性,精度符合要求,且所建立的模块化模型具有良好的重用性与互操作性,非常便于模型后期的修改,替换与扩展,不但满足不同环境下的仿真要求,还能大大提高建模与仿真的效率.     

含瓦斯煤受载损伤演化声发射特性实验研究

搭建了含瓦斯煤单轴压缩信息采集系统,测试了煤样受载破坏过程中声发射及力学特性参数的变化,并对煤岩损伤演化模型及声发射特性进行了深入的分析研究。研究结果表明,含瓦斯煤在受载破坏过程中能够产生声发射信号,在受载前期声发射信号较少,受载后期较多,载荷峰值附近声发射信号达到最大值;声发射脉冲数及能量与载荷的变化趋势一致,能够直观地反映含瓦斯煤损伤程度;基于声发射特性参数的损伤演化模型,根据声发射脉冲数及能量所计算的损伤值与实测值变化趋势基本一致;作为前兆信息,声发射信号能够表征煤岩损伤演化规律,反映煤岩受载破坏状态。该研究成果将为现场煤岩瓦斯动力灾害的监测及预防提供参考。信号能够表征煤岩损伤演化规律,反映煤岩受载破坏状态。该研究成果将为现场煤岩瓦斯动力灾害的监测及预防提供参考。