定位技术中基于 FPGA 的 TDC 电路设计与实现

分析及对比了各种定位方法和时间间隔的测量方法,针对室内定位系统,采用了到达时间差法（TDOA）来定位。设计了一种基于FPGA 的延时链内插型时间数字转换（TDC）电路,采用Xilinx公司的Spartan‐6系列FPGA实现这一设计。整个T DC系统分为精细时间测量模块、逻辑控制模块、粗计数器模块以及数据显示模块。首先介绍了室内定位技术和TDC的研究现状,然后描述了TDC的系统框架和每个部分的原理与设计,重点讲述了精细时间测量模块的设计,最后给出了仿真结果和TDC系统的实测结果,时间间隔测量精度小于200 ps ,满足室内定位系统的需求。     

高速PCB设计中的差分等长处理及仿真验证

在进行高速PCB(Printed Circuit Board)设计时,通常需要对差分信号线的相对时延进行控制,以满足信号完整性要求,因此,如何处理差分线的等长,是需要解决的一个问题。通过分析不同相对时延对差分及共模信号波形的影响,得出相对时延对信号的影响及与信号的上升/下降时间有关,并给出了确定信号上升/下降时间的方法,最后对DSP(Digital Signal Processor)和DDR3(Double Data Rate Tree)内存之间的信号进行了仿真分析,验证了前述分析结果的正确性。     

采用RSSI提高无线传感网络定位精度的算法

为了提高无线传感网络中节点的定位精度,同时又希望降低节点的定位开销,提出接收信号强度(RSSI)定位算法。以RSSI和三边定位原理为基础,详细阐述了该算法的定位思想,以伪代码的形式描述未知节点定位的实现过程。从存储、计算和通信开销3个方面与ALA方案做了定性分析,针对不同的冗余系数、不同的定位轮数和不同的信标数量进行了仿真,与ALA方案做了定量分析。分析结果表明,该算法达到了提高无线传感网络定位精度的目的。     

压电陶瓷精密控制系统的自适应模糊控制器研究

针对压电陶瓷等非线性系统,建立压电陶瓷微精密位移系统模型,并将模糊控制器替换传统的比例、积分和微分(PID)控制器,实现对PID参数的在线自整定。对模糊控制器的控制变量及论域等级等进行了研究及制定,并对其进行MATLAB仿真。实验结果表明,模糊逻辑控制器比传统PID控制器的响应速度快,超调量小,且控制策略简单易行。     

大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计

在大口径望远镜主镜液压支撑形式中,液压缸需要一种简单可靠、不需要润滑维护的精密导向机构,而且可以输出较大行程范围(毫米级)。设计了一种柔性金属膜片机构用于液压缸的径向定位导向。建立了金属膜片机构有限元模型,采用几何非线性算法,研究分析了不同拓扑结构对金属膜片柔度的影响,通过不同拓扑结构金属膜片的性能分析对比可知,V 型膜片能够很好地克服应力刚化,保证柔度的稳定性;以柔度为优化目标,对金属膜片V 型的位置尺寸和形状尺寸进行了优化设计,金属膜片在导向方向上的柔度提高了14.2%;搭建了柔性金属膜片机构柔度测试平台,验证了仿真计算结果。结合实验和仿真结果可知:V 型柔性金属膜片具有良好的定位导向性能,对用于液压支撑的液压缸和主动光学的微位移促动器的导向机构的设计具有指导意义。     

工作空间测量定位系统加权问题研究

工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,简称wMPS)是一种基于旋转激光扫描平面定位技术的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域。作为一种分布式系统,工作空间测量定位系统也存在着为不同测量节点分配权重的问题。考虑到在定位过程中误差的复杂性,提出一种根据不同测量区域,利用统计数据对不同测量节点动态分配权重的分权方法。为验证此方法,设计了对比实验,实验结果表明:文中提出的加权方法可显著提高工作空间测量定位系统的测量精度。     

基于无线网络的井下人员快速定位系统研究

为了可以实时获取井下工作人员位置、环境状态等信息,设计了基于无线通信网络的井下人员快速定位系统。将RSSI算法应用于井下特殊环境,同时设计了三边测量校正方法。推导了人员定位数学模型,仿真分析了影响测距精度的两个重要参数。实验采用不同距离条件下的3个信标点测试移动点(人员)随距离变化入网后的具体位置,结果显示,直线巷道300 m内掉包率为0,弯道巷道200 m内掉包率为0,50 m内人员随机入网人员定位精度满足1 m的设计要求。     

基于ARM和μC/OS-Ⅱ的车载定位终端的设计

针对当前车载定位终端数据交互实时性差以及程序运行不稳定的问题提出了一种基于ARM处理器和uC/OS-Ⅱ操作系统的车载定位终端的设计方案.在32位高速ARM处理器上移植并应用基于优先级的抢占式实时多任务嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ以实现数据交互的高实时性和运行的可靠性,满足车载定位终端对数据处理速度以及可靠性的要求.     

盐冻环境下钢筋混凝土构件性能研究

为掌握保护层厚度、钢筋直径及其位置对混凝土盐冻损伤的影响,以质量分数为3.5％的NaCl溶液为冻融介质进行了快速冻融试验,测试了各构件盐冻后的混凝土质量损失率及相对动弹性模量变化规律.分析表明,基于混凝土和钢材不同的比热容与热膨胀系数,配筋混凝土构件在盐冻过程中损伤程度不同.研究结果表明,在盐冻循环作用早期阶段,配筋混凝土试件相对动弹性模量下降幅度和质量损失率变化较快,随即劣化速度降低.光圆钢筋比带肋钢筋的混凝土盐冻损伤小,混凝土保护层厚度与钢筋直径比值存在合理值,使配筋混凝土试件的相对动弹性模量降低和质量损失率最小.     

振动信号频谱相对幅值的计算方法研究

针对高速列车振动信号因速度变化而导致的谱密度参数幅值不一致问题,提出一种振动信号谱密度相对幅值的计算方法.该方法通过希尔伯特变换对振动信号求取瞬时相位,并对信号相位曲线进行傅里叶谱计算,求取振动信号的归一化谱密度,将列车在不同速度集下的振动谱密度统一起来.通过仿真测试和列车在160,200,250km/h速度集下的实测齿轮箱振动信号频谱相对幅值计算,表明该方法在列车不同速度下结果具有良好的一致性,受噪声影响小,较好反应列车的真实运行状态,具有一定可靠性.