一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法

针对目前常规弹药弹体研究领域角位移参数大动态和高精度的测量需求,提出了一种基于电磁感应原理的角位移参数测量方法,并设计了相应的角位移传感器.采用感应线圈获取弹体大转速动态范围内切割地磁场的信息,通过边沿检测和脉冲计数相结合的自适应闭环频率跟踪测量算法测量弹体旋转过程中的实时角位移参数信息,并采用周期清零的方式,消除累积误差.半实物和实物仿真试验结果表明:该角位移传感器不仅能够测量大动态范围内的角位移,拓宽测量范围从600°/s~36000°/s,而且完全消除了测量过程中的累积误差.测量误差小于0.220%,累加误差最大只有0.2°/s,实现了对弹药弹体角位移参数的实时、高精度测量,在姿态测量和地磁导航等应用领域具有一定的工程应用价值.     

高精度超声波流量计的设计

设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的非介入式高精度超声波流量计,利用FPGA的可编程特性、很高的工作频率及丰富的内部资源设计了包括高速计数器在内的数字信号处理模块,提高了系统的可靠性及测量精度。实验结果表明:超声波流量计测量精度完全达到了设计要求。     

基于Nios的DDS高精度信号源实现

直接数字频率合成器DDS具有极高的分辨率、频率转换速度快、相位噪声低等优点。以ALTERA公司的CPU软核Nios为基础,利用QuartusⅡ软件和SopcBuilder,采用两级DDS和动态分频法,提高了信号源的精度。采用双口ROM可以很方便的同时输出两路具有一定相位差的信号,而且频率幅度可调。另外着重介绍了怎样用Matlab产生波形幅度数据以及最后的仿真验证。     

一种基于TDC的相对频差测量方法

提出了一种基于时间/数字转换器( TDC)的频率差测量方法.该方法使用延迟链和参考时钟结合的TDC直接数字量化频率差.测量系统与非线性标定模块均在现场可编程门阵列( FPGA)中实现.为了对频率差检测精度进行评估,使用振荡器作为仿真输入信号进行了实验.结果显示:所提出的测量方法对ΔF/F的测量噪声可以达到1 ×10-8/ 槡Hz.在实验结果的基础上,对测量噪声的来源进行了分析.     

一种基于FPGA的实时视频跟踪系统硬件平台设计

提出一种基于FPGA的视频跟踪系统硬件平台的设计方法,包括主控芯片、CMOS图像采集、多端口SDRAM控制器、图像VGA显示、SOPC系统和云台控制驱动等电路的设计。通过该平台,可以实现实时图像采集、缓存、显示和云台驱动;在SOPC系统中加入代码,可以实现运动目标的检测、跟踪、定位,改变云台转动方向,实现自主跟踪。     

基于FPGA的直接数字频率合成器的设计

直接数字频率合成是一种新的频率合成技术,介绍了利用Altera的FPGA器件实现直接数字频率合成器的工作原理和电路设计方法,并利用FLEX器件实现了DDS电路。     

一种实时倾斜跟踪处理机设计

针对自适应光学系统中的倾斜跟踪回路,设计了以TMS320C6701数字信号处理器和XC2V1500现场可编程门阵列为核心处理器、基于PCI 总线的新型实时倾斜跟踪处理机平台。阐述了该平台的基本组成,根据点目标介绍了质心跟踪算法的软件实现。实验结果表明,该平台能满足倾斜跟踪回路的实时性要求。     

基于自适应控制的光功率计设计

提出了一种具有自适应控制的光功率计系统,该系统采用电路设计和程序控制算法相结合的方法制定了自适应控制激光器的发射功率方案,并用数字电位器调整驱动电流模拟大气信道参数变化所引起电流变化,使系统能够随着大气信道参数的变化自适应地调整发射功率,以保证通信质量。实验以安捷伦8163B光功率计作标准,通过对比分析自适应的光功率控制的线性度较好,相对测量误差小于1%,稳定度比安捷伦8163B光功率计的稳定度高5%。     

16kHz高精度交流信号源的设计与实现

本文介绍了一种高精度模拟正弦信号源的设计与实现,采用NiosⅡ嵌入式处理器控制来产生高精度的交流信号,它被用作模拟飞行校准装置的信号源。该信号源由FPGA、DA数模转换器、差分运放、低通滤波等模块组成。主要采用NiosⅡ嵌入武处理器和直接数字频率合成（DDS）、PLL、D／A及差分放大等技术,设计出频率分辨率小于5Hz...     

基于FPGA的信号源设计

针对模拟信号源存在精度低、频率范围小,以及定制直接数字频率合成信号源的控制方式、置频速率等不满足系统要求的问题,设计了一种基于FPGA的信号源。该信号源基于直接数字频率合成原理,采用FPGA的模块化设计方法,实现了频率、相位、幅值可调的正弦波、方波、三角波等波形输出。实验表明,该信号源输出波形质量好,频率分辨率高,控制灵活、方便。     

基于差动电容的高精度倾角测量系统设计

介绍了一种新型的高精度倾角测量系统。采用差动电容式倾角传感器与温度特性好的精密电阻器构成阻容电桥,用文氏振荡电桥作为激励源,用差动放大电路组成阻抗变换和前置放大电路,采用低功耗18位A／D转换器MAX132对模拟电路调理后的直流模拟电压信号进行转换。提出通过在A／D转换器参考电压的电路中接入热敏电阻器的方法实现温度补偿。经过试验验证,该倾角测量系统达到了高分辨率、高稳定性和低功耗的设计要求。     

角加速度间接测量方法研究

针对角加速度检测的需求和直接检测存在的问题,研究了间接测量方法.根据角加速度的积分是角速度,以角速度为信号源,运用卡尔曼滤波器估计角加速度.设计了实验平台,分别进行了角加速度阶跃变化和周期性变化实验,实验结果表明:该间接测量方法具有很好的应用价值.     

基于FPGA的相关测速系统

介绍了测速系统的研究,包括系统构成、方案实现以及如何在现场可编程门阵列FPGA中实现相关运算等。融合了信号采集与处理、可编程逻辑器件和互相关技术等,具有学科交叉融合的特点,在运动物体的非接触测速上具有较大的实际应用价值。     

速度加角速度匹配传递对准方法研究

以主惯导和子惯导的速度差和角速度差作为观测量,设计速度加角速度匹配传递对准方法。推导了速度加角速度匹配微分方程,建立了速度加角速度匹配的线性滤波模型。速度加角速度匹配传递对准方法作为计算参数匹配法和测量参数匹配法的结合,比较传统的速度匹配传递对准方法利用了更多的观测信息,因此,对方位的估计精度高,估计时间短。     

多通道高精度频率测试系统设计与实现

为解决计算机测试系统中频率测试的高精度要求,提出了一种基于FPGA技术的多通道等精度测频法。设计了频率测试系统,该系统实现了在5kHz～500kHz频率范围内测量分辨率为1Hz。     

基于增量式光电编码器的高精数字测速应用研究

针对改进M/T测速法中的不足,分析原因主要是没有考虑处理器执行代码需消耗时间,增加计算误差,于是提出在改进M/T测速法中对高频时钟脉冲分频方法,有利于提高测速精度和改善速度调节器的稳定性。改进的方法在带负载的真实实物系统中提高了测速精度,为整个交流电机调速系统的实现提供了保障。     

基于多通道高精度温度检测系统的设计

恒温箱的工作环境对仪器的功能的实现具有重要的影响,多通道高精度温度检测系统是恒温箱控制的前端数据采集部分。本文介绍了一套针对精密仪器工作所需的环境特点设计的多通道(8路温度)高精度温度测量系统,该系统能对仪器工作环境进行测试分析,并能将测量结果通过RS232C传递给PC机,以便整个系统的准确控制。     

Finite‐time angular velocity observers for rigid‐body attitude tracking with bounded inputs

The attitude tracking of a rigid body without angular velocity measurements is addressed. A continuous angular velocity observer with fractional power functions is proposed to estimate the angular velocity via quaternion attitude information. The fractional power gains can be properly tuned according to a homogeneous method such that the estimation error system is uniformly almost globally finite‐time stable, irrespective of control inputs. To achieve output feedback attitude tracking control, a quaternion‐based nonlinear proportional‐derivative controller using full‐state feedback is designed first, yielding uniformly almost globally finite‐time stable of the attitude tracking system as well as bounded control torques a priori. It is then shown that the certainty equivalent combination of the observer and nonlinear proportional‐derivative controller ensures finite‐time convergence of the attitude tracking error for almost all initial conditions. The proposed methods not only avoid high‐gain injection, as opposed to the semi‐global results, but also overcome the unwinding problem associated with some quaternion‐based observers and/or controllers. Numerical simulations are presented to verify the effectiveness of the proposed methods. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于单片机电磁铆接加载速率测速系统设计

提出基于单片机控制的电磁铆接铆模加载速率测量系统。以STC89C52单片机为核心控制器,通过红外传感器将速率信号转化为电信号,经过运算放大处理,利用STC89C52单片机的捕获功能实现两个脉冲间隔的时间测量,经过逻辑运算即可实现电磁铆接铆模加载速率的测量。测试系统硬件电路对产生的误差进行合理规避,软件设计中对产生的误差进行修正。该测速系统结构简单、可靠性强,测量范围为0~100m/s,系统误差小于1%,可用于高速加载速率的测量。