两颗中继卫星共用测站协同控制研究

中继卫星地面应用系统建设周期长、建设造价昂贵。处于相近轨位的两颗中继卫星使用同一个测站进行测控和数据中继应用,能够有效降低系统建设成本。通过梳理卫星各平台测控事件之间的时间约束关系及其对地面应用系统的设备的使用约束,分析了测定轨精度、位置保持、星蚀期能源管理、地敏探头干扰保护对共用测站的影响,提出了两颗中继卫星分时测定轨、位置保持分别进行地敏探头干扰保护的方法,以及平台应急条件下共用测站控制支持模式。最后,就共用测站执行数据中继任务提出了建简易备份站降速使用的建议,为中继卫星地面应用系统建设提供有益的参考。     

手持式拉曼光谱仪探头系统的杂光抑制新方法

手持式拉曼光谱仪的探头系统为光照明和光收集共光路系统,由此产生了除瑞利散射杂散光之外的由于照明激光多次反射的杂散光,成为此类探头系统必须解决的问题。根据获得的实际样机的结构数据,运用实际光线追迹的方法,通过建立合理的杂散光分析模型和理论计算,获得了杂散光聚焦大小和位置、出射方向、到达狭缝处能量大小等信息。根据对杂散光的分析,提出了在探头系统中采用黑点板遮挡杂散光的新方法,并确定了黑点板的大小和位置。光学仿真分析结果表明,此方法对激光反射杂散光的抑制水平达到10-13数量级,满足手持式拉曼光谱仪系统对杂散光的抑制要求。采用黑点板技术,还可以将到达滤光片上的入射角大于2°的约50%的激光反射光滤除。     

高速逻辑分析仪探测

本文考察了在探测高速数字系统时设计人员遇到的部分常见问题,讨论了探头的负荷模型及探测位置的影响.最后,本文讨论了把探头连接到高速系统最常用的技术短线探测和阻尼电阻器探测.     

激光远场能量密度分布测试系统的实现

要设计了基于CCD成像法的激光远场能量密度测量系统,给出了CCD成像法测量远场激光能量密度分布的基本原理,并在特定条件下对激光能量测量模型进行简化.利用漫反射靶板将激光的能量分布信息采集至CCD相机,并在靶板的特征位置上安装能量探测器,依据激光能量模型,将激光光斑图像灰度信息与激光能量探头所测的实际能量值进行信息融合,...     

一种单镜筒双光束激光通信方法及应用

提出了一种单镜筒双光束激光通信方法及其在实兵对抗伤情模拟中的应用方案,设计了一种单镜筒双光束结构,激光器发出的光束被分成发散角不一样的内外两部分,内环光斑能量密度高于外环,再将接收探头连接到两个不同门限的电压比较器用来区分内外环光束的照射,同时设计合适的探头阵列,这样就可以根据比较器输出的高低电平组合以及探头的位置来判...     

高效率3工位激光焊接系统的控制优化

为了提高高功率CO2激光加工系统的光束利用效率与加工过程的自动化程度,利用可编程逻辑控制器和运动控制器设计了一套3工位激光自动焊接控制系统。通过进行时序优化,可同时进行金刚石锯片的普齿、斜齿和金刚石钻头的焊接加工。每个工位可独立完成手动调试、手动/自动焊接,并可以按照激光焊接工艺要求,实时进行激光功率调节。结果表明,该系统可以焊接ø115mm～ø600mm的各种普齿、斜齿锯片,以及ø20mm～ø250mm的各种金刚石钻头;光束利用率达到95%以上,在同种规格产品加工过程中,生产效率提高了50%,同时,系统具有全面的故障诊断、报警等功能。     

全球星低轨移动卫星系统及其应用

低轨移动卫星通信的发展给实现通信的全球化和个人化带来了更多的机会和选择。不同系统的不同设计思路带来了系统之间的差异,同时也决定了其在通信市场中的位置。本文介绍全球星低轨移动卫星通信系统的设计思想、技术体系和终端设备以及目前的实施情况。     

成像法中波红外激光远场功率测量系统

设计开发了一套基于成像法的中波红外激光远场功率测量系统,给出了成像法测量远场激光功率密度分布的基本原理。利用漫反射靶板将激光的功率分布信息采集至中波红外热像仪,并在靶板的特征位置上安装功率探测器,将光斑图像灰度信息与激光功率探头所测的实际功率值进行信息融合,得出灰度值与功率密度的映射关系,进而推测激光远场功率密度分布。此系统测量误差小,且系统简单、可靠,适于各种条件下的中波红外激光远场功率密度测量,可满足目前大功率红外激光干扰装备的测量需求。     

双通道脉冲激光能量采集系统的设计与实现

利用AD数据采集卡和EM500型能量计的传感探头,设计了一个同步双通道脉冲激光能量测量系统,详细介绍了各个部分的设计原理、实现过程以及系统的标定和校验方法.系统标定和校验的结果表明,该系统准确可靠,可以用于需要在同一光路中的两个不同点同时测量脉冲激光能量的场合,最后介绍了该系统在受激拉曼散射(SRS)研究中的应用.     

激光汽化探头专利公布

外科激光技术公司接到美国专利局保护该公司的医用激光汽化探头的设计、组份和结构的专利。该专利中的探头将输出系统输出的激光能量通过控制汽化的治疗陶瓷材料传输到接受治疗的组织上。     

基于ARM半导体激光器的驱动设计及测试

在半导体激光器的使用过程中,驱动电路直接影响着激光器的稳定性。对此文中提出了一种高效、稳定,宽功率输出范围的设计方案,采用采样电阻和恒流电路实现稳定的闭环控制,得到恒定的驱动电流;利用热敏电阻温度特性,温度控制电路结合单片机控制系统,实现温度的闭环控制,从而实现了稳定的温度控制要求;结合恒温,恒流控制以及单片机系统,设计功率闭环控制方案。实验结果表明,不同温度下,功率计测得功率与驱动电流成良好的线性关系,且功率范围宽、电路可靠工作时间长、激光器单色性稳定、系统稳定性好。     

基于驾驶特性的ACC系统安全间距策略研究

为自适应巡航控制系统(ACC)提出一种基于驾驶特性的行车安全间距策略,在分析对比现行CTH和VTH算法各自的优劣后,考虑驾驶员动态跟车特性,以此为基础对VTH算法进行改进设计。在Matlab/Simulink和Carsim联合仿真平台下使用经典PID控制算法设计的ACC系统上层控制器对CTH、VTH及本文改进VTH策略进行稳态波动速度、急加/减速、恒定车速的复合工况仿真对比。结果表明,基于驾驶特性设计的改进VTH能够在传统VTH及CTH之间获取良好的平衡性能,既能对前车速度激变做出快速响应,也能以平滑且较低的加速度跟踪期望加速度,保证舒适性。     

大电流长脉宽LD激光器驱动电源的研制

本文主要介绍了一种大电流长脉宽半导体激光器骄动电源的设计方法。根据大功率脉冲型LD的工作特性,作者设计了一套采用L—C串联谐振的恒流充电电路与大功率金属氧化层半导体场效应管（MOSFET）线性控制脉冲放电电路相结合的驱动电源。此电源满足了输出脉冲电流幅值、脉宽、重频、调Q精确延时均方便可调的要求;并且辅助以片上系统（soc）单片机和CPLD为核心的控制电路,使电源电路具有结构简单,控制灵活,精度高等特点;同时结合多路在线实时保护电路,有效保证了LD的安全工作。该电源已经成功应用于“XX装置”预放大器项目。     

大电流窄脉冲激光器驱动芯片设计

脉冲式半导体激光器的出光质量直接影响探测精度。针对激光探测系统小型化的需求,设计一款面积小、集成度高的激光器驱动芯片。该芯片使用新型3D堆叠式封装技术将栅极驱动管芯与功率场效应晶体管管芯集成,并在中间添加双面覆铜陶瓷基板实现两管芯互连。该封装形式既提高了芯片的散热能力,又增强了过流能力。首先对激光探测发射模块现状进行详细介绍,引出了激光器驱动芯片的设计思路与方法,并给出了具体的封装设计流程。对栅极驱动电路与版图进行设计,使用0.25 μm BCD工艺制造栅极驱动芯片。在完成激光器驱动芯片封装后,搭建外围电路进行测试,使该芯片驱动860 nm激光器,芯片供电电压为12 V时,输入电平为3.3 V、频率为10 kHz的PWM信号,芯片输出脉冲宽度为180 ns的窄脉冲,其上升、下降时间小于30 ns,峰值电流高达15 A,可以使激光器正常出光,满足探测需求。芯片具有超小面积,约为5 mm×5 mm,解决了传统激光器驱动电路采用多芯片模块造成探测系统内部空间拥挤的问题,为小型化提供新思路。     

光纤放大器抽运模块LD驱动电流源设计

为了实现光纤放大器的抽运模块驱动电源精度高、纹波系数小、转换效率高并具有一定保护功能,设计了半导体激光器的驱动电流源。该电流源由驱动、串口控制等模块组成。采用基于LM2676的开关转换方式,构建了转换效率较高的恒流源系统,并应用于LD驱动。经测试,通过LD的电流最大为2.5A,输出电流精度达到0.1%,转换效率可达85%以上,LC滤波电路使输出电流纹波减少至0.5mA;具有串口通信电流源控制系统,能够实现对驱动电流值的远程读取与设置。结果表明,该电流源达到理论设计要求,可应用于光纤放大器抽运模块。     

面向超短脉冲激光器泵浦源的驱动系统设计及应用

设计并实现了一种用于超短脉冲激光器泵浦源的驱动系统。该系统可以同时为五路半导体激光器提供高精度、高稳定度、高灵活性的恒温控制和恒流驱动。为了提高驱动系统的灵活性和可集成度,硬件部分采用上位机、控制、驱动、供电分开的模块化设计方案;基于嵌入式实时操作系统μC/OS-III开发了系统驱动程序,提高了实时性和扩展性,输出校正部分采用遗传算法优化的增量式PID算法,减少了系统的超调量和到达动态平衡的时间;驱动系统具有完备的保护措施,如软启动和关闭、驱动回路检测、过温保护等功能,确保了泵浦源的稳定运行。在实际应用中,半导体激光器温度稳定度优于0.035%,驱动系统输出电流稳定度优于0.001%。将研制的驱动系统集成到1.5 μm飞秒光纤激光器中驱动五路半导体激光泵浦源,获得的种子激光、放大器的输出激光脉冲光谱、脉冲序列和单脉冲均可稳定运行;经过连续3 h的测试,1.5 μm飞秒光纤激光器的输出功率稳定度为0.16%。     

基于FPGA技术的半导体激光器脉冲驱动电源的设计

针对半导体激光器(LD)脉冲驱动工作的需要,提出了一种新型的基于FPGA技术的LD脉冲驱动电源的设计方法.结合FPGA技术,利用日立SH系列单片机HD64F7045为控制核心,实现高稳定度的激光器脉冲驱动控制.在LD驱动模块中,引入负反馈控制技术,实现了LD的自动电流控制(ACC)和自动功率控制(APC);同时,采取了慢启动电路、短路开关和限幅保护等措施,有效地保证了LD脉冲工作的安全.该电源已经成功地应用于某脉冲光源系统.     

新型小功率半导体激光器驱动及温控电路设计

为了应对带钢激光平直度测量仪中半导体激光器（LD）输出光功率稳定性对平直度测量精度的影响问题,设计了一款高稳定度的LD恒流驱动、温控电路以及保护电路。系统以现场可编程门阵列（FPGA）为控制核心,利用深度负反馈恒流驱动电路实现对LD驱动电流的精准控制;基于ADN8830温控电路实现了对LD工作温度的有效控制;改进后的慢启动电路可实现LD驱动电流缓慢地线性增加到设定值,且准确控制慢启动时间;限流及静电保护电路能够实现激光器过流保护、有效避免浪涌电流和高压静电的损坏。结果表明,该电路可实现激光器驱动电流在0~75 mA连续可调,电流调节精度达0.025 mA,电流短期稳定度达0.014%,长期稳定度达0.016%;在控制工作温度为25 ℃时,输出光功率稳定性为0.205%。     

6SE70系列变频器在异步电动机节能控制中的应用

工矿企业中异步电动机已经成为最主要的拖动设备,但很多情况下它们常常工作在轻载或空载状态。本文提出了解决异步电动机轻载和空载时功率因数的优化方法,并从工业现场应用的实际出发,运用现有的交流驱动设备实现了三相异步电动机轻载和空载状态的自寻优控制。该方法简单、有效,能够起到对异步电动机在轻载和空载运行状态的节能控制效果。     

一种激光二极管精密驱动电路

文章介绍了一种基于C8051F007单片机控制的激光二极管精密恒流和温度驱动电路的设计、制作及其测试。该电路以两片集成芯片为核心,可自由设置、调节和实时监控激光二极管的注入电流和工作温度。利用普通的635nm激光二极管,对制作完成的电路性能进行的测试表明:本驱动电路在短时间(约10min),可控制的频率稳定度达10-4nm,可满足半导体激光器线宽压窄和稳频技术的研究需要。