电容式力平衡加速度计的设计

电容式微机械加速度计是一种将加速度转换成差分电容、通过检测差分电容的变化来检测加速度大小的一类高精度的惯性传感器.利用开关电容电路实现C-V变换,利用反馈静电力实现力平衡闭环控制,设计了一种电容式微机械加速度计.通过构建电容式加速度传感器及外围电路的数学模型,推导了闭环工作的系统函数.并对实际系统进行研制,最后给出了整个系统的测试结果.     

基于单片FPGA的谐振式光纤陀螺数字系统设计与实现

谐振式光纤陀螺( Resonator Fiber Optic Gyro,RFOG)是基于Sagnac效应产生的谐振频率差来测量旋转角速度的一种新型光学传感器,在小型化和集成化方面具有明显优势.相比于传统的模拟检测技术,数字检测技术具有稳定性好、抗干扰能力强、处理速度快和体积小、易于集成等优势.本文设计了基于现场可编程门...     

基于中心频率检测的应答机载波捕获技术

针对基于理想型积分环路滤波器的二阶锁相环在无信号输入时,环路中心频率会随热噪声发生漂移的问题,研究了卫星星载测控应答机的载波捕获技术.为解决无信号输入下的环路中心频率漂移问题,在基于正交欠采样技术及全数字载波恢复环的接收机结构基础上,通过一级中心频率检测器控制环路.当检测到上行信号时闭合环路,避免了接收机中心频率在无信号输入时随热噪声发生漂移.给出了中心频率检测器的设计方法,分析了检测器漏检概率和误判概率之间的关系,并在此基础上给出了检测器的具体参数选择依据.     

大角度交叉波导通用模型及其验证

利用菲涅尔衍射原理,详细分析了光波在大角度交叉区域的传输特性,建立了任意角度交叉波导衍射效应的通用分析模型,得到在一定光波导结构条件下衍射损耗、端面反射及串音与交叉角度之间的关系.在此基础上通过BeamPROP光学软件仿真验证,结果表明,基于衍射原理建立的交叉波导通用分析模型在分析大角度交叉结构时有比较高的计算精度,计算误差小于0.2%.在此基础上,在硅衬底上利用低压化学气相淀积技术制作了二氧化硅交叉波导结构,进一步验证了上述理论分析结果.     

氢氟酸和PSG牺牲层腐蚀的TDC模型

对不同结构,即直沟道结构、冒泡结构和组合沟道结构的氢氟酸牺牲层腐蚀进行了研究.以往的牺牲层腐蚀模型和实验结果不能很好地吻合.以往的模型和实验结果的误差随着腐蚀时间的增加而增大.本文提出了一个修正模型,在修正模型中：HF的扩散系数是浓度和温度的函数;腐蚀速率常数是温度的函数;此外还考虑了腐蚀产物对腐蚀过程的影响.对于组合沟道结构,对腐蚀前端形状的描述采用了一个新的数学模型.实验结果和以往的模型以及修正模型进行了对比,结果表明修正模型能够和实验结果吻合得很好.     

基于太阳电池板的皮卫星太阳矢量测量算法研究

以低轨道皮卫星为应用对象,设计了一种基于太阳电池板的太阳矢量测量敏感器。敏感器完全复用卫星体装供电的太阳电池板进行矢量测量。通过对太阳电池板Ⅰ-Ⅴ输出模型的分析,提出了一种计算电池片工作点变化、补偿温度影响的太阳矢量测量算法。算法以卫星各个表面太阳电池片的电流、电压、温度为输入,测量范围为整个空间。经过实验和仿真以及对非理想余弦特性、测量噪声和地球反照光影响的分析,敏感器单独工作时,一般情况下测量精度优于9.2°,任意情况下优于12.7°。     

基于Raspberry PI为结点的天气云测量网络实现

本论文提出了一种天气信息云测量网络设想,基于此设想设计并实现了一种典型的天气云测量结点。根据网络中测量结点需要具有对多种数据综合采集、数据传输和远程控制能力的要求,提出了云端天气测量平台的总体方案,构建了基于3G网络的通信协议,完成了包含有多种天气测量传感器的结点硬件和软件设计并进行了测试试验。试验表明所设计系统满足云端天气测量平台的要求,具有集成便携、鲁棒性强、实时性好、传输能力好的特点。     

基于改进指针网络的卫星对地观测任务规划方法

针对卫星观测任务规划问题约束复杂、求解空间大和输入任务序列长度不固定的特点,使用深度强化学习（DRL）方法对卫星观测任务规划问题进行求解. 综合考虑时间窗口约束、任务间转移机动时间和卫星电量、存储约束,对卫星观测任务规划问题进行建模. 基于指针网络（PN）的运行机制建立序列决策算法模型,使用Mask向量来考虑卫星观测任务规划问题中的各类约束,并通过Actor Critic强化学习算法对模型进行训练,以获得最大的收益率. 借鉴多头注意力（MHA）机制的思想对PN进行改进,提出多头注意力指针网络（MHA-PN）算法. 根据实验结果可以看出,MHA-PN算法显著提高了模型的训练速度和泛化性能,训练好的MHA-PN算法模型可以直接对输入序列进行端到端的推理,避免传统启发式算法迭代求解的过程,具有较高的求解效率.     

密集观测场景下的敏捷成像卫星任务规划方法

针对密集观测场景下敏捷成像卫星任务规划问题求解空间大、输入任务序列较长的特点,综合考虑时间窗口约束、任务转移时卫星姿态调整时间、存储约束和电量约束,对敏捷成像卫星任务规划问题进行建模. 提出融合IndRNN和Pointer Networks的算法模型（Ind-PN）对敏捷成像卫星任务规划问题进行求解,使用多层的IndRNN结构作为算法模型的解码器. 基于Pointer Networks机制对输入任务序列进行选择,使用Mask向量考虑敏捷成像卫星任务规划问题中的各类约束. 基于Actor Critic强化学习算法对算法模型进行训练,以获得最大的观测收益率. 实验结果表明,对于密集观测场景下的任务规划,Ind-PN算法的收敛速度更快,可以获得更高的观测收益率.     

微机械陀螺的建模与仿真

为了降低微机械陀螺系统的噪声和提高系统分辨率,依据电磁驱动电容检测式微机械陀螺的运动方程和接口电路的传递函数在Simulink仿真平台上建立了系统级仿真模型.模型中加入了传感器的机械热噪声、电路的电热噪声以及传感器内部的耦合效应等.模型不仅能够实现陀螺系统的功能性仿真,还能对各部分噪声源对系统性能的影响进行量化,获得不同耦合情况下的系统主要噪声源.系统噪声仿真结果表明,当陀螺器件内部耦合效应较小时,电容电压（CV）变换电路单元为主要噪声源;当陀螺器件内部耦合效应较大时, 陀螺自激端输出信号的带通滤波放大电路单元为主要噪声源,并通过实验测试使仿真结果得到了验证.