基于FPGA的反正切函数的优化算法

主要描述了一种基于FPGA利用Verilog HDL实现的反正切函数计算的优化算法.反正切函数的计算在相位检测,偏振光检测等检测系统有重要的应用.讨论了泰勒展开式法和直接LUT查找表法缺点,提出一种新的优化LUT查找表算法.该算法能够被综合器综合实现,可以直接集成在FPGA应用系统、SOC系统或SOPC系统上,并且经软件仿真和硬件验证,达到了设计要求.     

基于比色法和智能手机的铜离子浓度检测

为适合现场快速检测,开发了适用于安卓操作系统的智能手机的重离子检测应用系统.自制的光路系统降低采集环境变化的影响,并提高便携性.提出了测前和测后的补偿算法,进一步消除了采集环境变化对测试精度的影响;梯度定位算法改善测试对象浓度定位的精确性,并开发了基于智能手机的应用软件,实现铜离子浓度的数字化测量.采用水体中Cu2+浓...     

基于FPGA的旋转变压器CORDIC解码算法的研究

针对旋转变压器解码系统测量精度不高、解码周期长、占用FPGA资源多的问题,设计一种改进型流水线结构的旋转变压器CORDIC(座标旋转数字计算法)解码算法.通过分析反正切函数的特征,对旋转变压器的输出信号进行角度变换,对测量角度进行全平面扩展,将CORDIC解码算法中复杂的三角函数运算转化为一系列简单的移位和求和运算.算法以FPGA为硬件载体,采用Verilog HDL语言实现.研究结果证明,改进型的CORDIC解码算法测量精度可达1％,动态响应小于1μs,满足电机转速测量的高精度、低延时需求,对复杂环境下的电机转速研究和应用具有重要的价值.     

基于FPGA的雷达天线轴角编码器设计与实现

提出了一种采用CycloneⅡ系列FPGA芯片及德州仪器公司的高速模数转换芯片ADS7852的反正切算法轴角编码器设计方案,并给出了其软硬件结构及其具体实现;方案解决了基于FPGA的A/D转换峰值采样控制、反正切求角计算的不连续性、FPGA内部资源的优化等问题,使基于反正切算法的轴角编码器可以以纯硬件的形式存在,便于实现与其它电路集成;该电路已成功应用于某型火控雷达轴角数据的采集和转换系统中,测试结果表明,系统具有工作稳定、轴角转换速率快,便于与其他数字电路集成等特点。     

基于电容传感器旋转轴转速测量系统设计与实现

旋转轴转速测量常被用在汽车动力系统和引擎控制系统中.介绍了利用一种新型电容传感器来测量旋转轴转速的测试系统.该系统结构简单,精度高,特别适合于狭小空间的轴转速测量.通过对电容传感器的研究,在被测轴上实现了转速的测量,系统最大引用误差为0.18%,测量精度为0.2%.     

某型发动机转速测量的实现

为了提高发动机转速测量的精度和可靠性,采用AT89C51单片机制作了飞机发动机智能检测控制系统,此系统通过对转速信号的采集、运算、分析来实现对发动机运行状态的在线监控,此系统采用多周期同步测频法来实现对转速的测量。结果表明:它克服了一般测频方法对被测信号计数产生的±1个字误差,提高了检测精度。系统具有体积小、成本低、精度高等特点,应用前景广阔。     

基于CORDIC的反双曲正切函数的FPGA实现

双曲函数的应用领域十分广泛。本文首先介绍CORDIC算法双曲系统的基本原理及其计算模式,对CORDIC内核及其处理单元做了详细分析。在迭代算法的基础之上,采用流水线技术,以面积换速度,给出了一种基于流水线的CORDIC来实现反双曲正切函数,具有很高的精度和很快的速度,使设计出的软核能够在精度要求很高的场合中运行。用Verilog HDL对其编程设计和进行功能仿真、时序仿真及下载测试的结果表明,该函数具有很好的实用性。     

LSSVM改进测地距离的核函数算法研究

针对满足一定形状的非线性不均匀分布样本点的分类与拟合问题,提出一种改进的测地距离算法.该算法综合利用传统的k近邻法和ε半径近邻法来确定样本点的近邻关系点,提高了计算样本点测地距离的精确性.将算法应用于最小二乘支持向量机的核函数,通过数据分类仿真测试以及在结构健康检测中丢失数据重构的回归应用,提高了分类与拟合的精度.最后...     

大口径光学平面镜面形检测系统初步研究

大口径平面镜在不同姿态下的面形检测一直是激光核聚变领域需致力解决的问题;利用角差法原理设计了一种集高精度测角仪与五棱镜于一体的面形检测系统,面形的变化可通过其各点法线方向角度的变化量而反映出,采用高精度测试角度变化量的方法可计算获知面形轮廓状态;该系统主要由光学子系统、三维运动平台和图像处理等系统组成,实现了大口径平面镜不同姿态下的面形测试,突破常规以大测大的高成本检测方法;实验结果表明,水平方向上均方根误差为0.03μm,垂直方向上均方根误差为0.07μm,能满足测试需要。     

基于粒子群与支持向量机的隧道变形预测模型

针对粒子群算法易早熟且在算法后期易在全局最优解附近产生振荡现象,提出一种自适应调整惯性权重的优化粒子群算法。该算法引入双曲线正切函数的非线性变化思想,使惯性权重随着迭代次数的增加产生自适应调整,有利于增强粒子搜索能力及收敛速度,不易陷入局部极值点。将该算法应用于基于支持向量机的隧道变形预测模型中,对预测模型的超参数进行优化,并利用稳态与非稳态两组实测工况数据对组合算法进行工程测试,结果表明采用SaωPSO＋SVM算法可有效提高预测模型的计算精度,增强其鲁棒性,有助于隧道变形的工程建模。     

低速风洞测控自动化应用技术

大型低速风洞测控自动化的难点是大型动力系统的自动化和大型变角控制系统的自动化。文中介绍动力系统应用独创的给定值补偿调节法，解决大延时速压（风速）参数的高精度控制；姿态角控制系统应用独创的异步电动机步进化控制技术解决大型变角控制系统的自动化；测控系统应用异步通讯控制方式实现低速风洞测控全自动化和外挂物投放实验系统的自动化。该项技术为国内低速风洞中首创，已在国内低速风洞中逐步推广应用。     

超声波隧道风速测量技术研究

研究了一种基于鉴相技术的超声波隧道风速测量方法,建立了风速测量模型。该方法克服了传统时差法电路复杂、信号处理较难的缺点,实现了隧道风速的高精度实时检测。测量系统采用一个传感器连续发射,两对传感器同时接收的结构实现不同风速段的测量,在保证测量范围的同时提高了低风速段的测量精度。系统以单片机ATMEGA128为核心,采用CPLD进行高精度数字鉴相,提高了处理精度;利用温度补偿技术进一步提高测量精度。与传统的测量方法相比,该系统测量精度有较大提高。     

基于FPGA的剩余电压检测系统的设计

提出了一种高准确度低功耗的剩余电压检测方法。该测量装置通过过零检测电路获取工频同步信号,在工频交流峰值时刻切断待测设备的电源,由高输入阻抗的输入回路对待测设备的剩余电压进行取样;在NiosII的控制下,采用高速采样保持电路和高精度模数转换器实现设备掉电1 s和10 s后剩余电压的在线检测。实验证明该测量装置有较好的稳定性,测量准确度达到0.506%,满足测量要求。     

用于磁轴承位移检测的数字式电涡流位移传感器设计与实验研究

磁轴承是磁悬浮飞轮、磁悬浮控制力矩陀螺的核心部件,在空间应用中的体积、重量、功耗等都有严格要求.现有的用于磁轴承位移检测的非接触式传感器输出大多是模拟信号,每个检测点都需要单独的信号线进行传输.这导致系统的体积、重量、复杂度增加,可靠性降低,抗干扰能力减弱.针对这一问题,提出了一种数字式电涡流位移传感器,它根据调频式的...     

永磁同步电动机高精度调速系统研究

给出了一种计量用途的永磁同步电动机高精度调速系统控制策略.系统采用基于磁通轨迹法的他控式变频调速方案,以磁链多边形尽量逼近理想磁通圆为目标,并考虑低速转矩脉动、高速实时性和开关元件的工作频率限制等约束条件,通过采用分段同步控制方式,在不同的频段采用不同的磁链多边形边数,使系统获得了优异的转速精度指标.实验表明,该控制策略设计合理,在转速范围全频段的转速精度优于0.5 r/min.     

永磁同步电机脉振高频电压注入转子位置检测

永磁同步电机的转子位置检测精度直接决定了电机能否平滑起动,为提高转子位置检测精度,提出了基于脉振高频电压注入的表贴式永磁同步电机转子位置检测方法。向永磁同步电机定子绕组中注入脉振高频电压信号,通过电机d、q轴磁路饱和程度的差异,实现永磁同步电机转子初始位置的检测。实验结果表明提出方法的转子位置检测精度高,适用于永磁同步电机的无传感器起动及低转速稳态运行。     

一种基于序列零初相位调制的新型正弦信号频率测量方法

高准确度的正弦信号频率测量技术有广泛的应用,如应用于系统信号的同步处理,系统的谐波和系统的阻抗测量.但在低频正弦信号频率测量方面,现有的频率测量方法普遍存在准确度不高和抗谐波噪声干扰性不强等问题.文中提出了一种主要由序列零初相位调制等方法构成的新型正弦信号频率测量方法,分析了序列零初相位调制的原理.新方法避开了输入序列任意初相位的影响,同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息,可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量,此外新方法还具有较强的抗谐波噪声干扰特性,将新方法具体应用于电力系统正弦频率的测量,显示出明显的优越性.通过数学计算、仿真实验及物理实验结果验证了新型正弦信号频率测量方法的正确性和可靠性.     

某式某型高超声速风洞连续变攻角测力试验测试系统研制及关键技术研究

在某式某型高超声速风洞开展了连续变攻角测力试验技术研究,针对性地建立了某式某型高超声速风洞专用的连续变攻角试验软硬件测试系统,完成了模型攻角的实时测量、滤波截止频率和机构运行角速度择选、多类信号高速连续采集、信号相关性研究和数据同步修正、专用数据采集和处理软件研制等多项研究内容.该项技术通过了多轮动态试验验证,从试验结...     

Optotrak系统在风洞模型变形与姿态测量中的应用研究

风洞试验中模型的变形量与空间姿态角是非常重要的参数,变形量可用于CFD修正,而模型姿态角的准确度直接影响到试验数据的质量和特性.为了准确获取这些参数,介绍了一种基于三线阵CCD交汇原理的光学测量设备——Optotrak系统,以及应用该系统开展的测量试验技术.通过在沿翼展方向的多个剖面上安装Marker点,获取模型在不同...     

一种新型大攻角风洞试验系统研制

为了满足现代先进飞行器的大攻角试验需求,提升风洞大攻角试验的测试能力,在FD-06风洞设计开发了一套大攻角试验系统.介绍了系统的总体方案、大攻角机构设计、测控系统设计和达到的主要技术指标.风洞标模试验数据以及实际应用结果表明,系统整体设计合理、堵塞度低、干扰小,可在连续变化攻角过程中动态采集数据,有效扩大了风洞的大攻角试验能力.系统采用的支臂拉杆式大攻角机构设计方法也具有普遍意义.