激光陀螺抖动控制电路高精度数字化设计

激光陀螺仪由于存在闭锁效应需要外加抖动偏频来消除;以往的模拟抖动控制电路存在体积大,难以进行精确控制等问题;针对这些问题,设计了一种基于DSP的数字抖动偏频系统,通过DSP对抖动电压进行精确控制,并注入一种参数可调的锯齿波噪声来消除激光陀螺的动态锁区;经过实验表明,抖动偏频控制系统工作稳定,控制精确,噪声注入效果良好;激光陀螺仪静态测试结果表明,在所设计的抖动偏频系统控制下,激光陀螺测量精度高.     

基于相关滤波技术实现激光陀螺抖动信号的剥除

为了满足惯导系统对机械抖动激光陀螺快速跟踪方面的应用需求,基于相关滤波技术实现了激光陀螺抖动误差信号的剥除.首先从理论上对基于相关滤波去除抖动的思想进行了详细的分析,提出了基于相关滤波进行抖动剥除的开环模型,为了提高系统的稳定性,在开环模型的基础上提出了闭环模型.其次介绍了基于相关滤波闭环模型实现抖动剥除的软硬件设计,最后用所研制的系统对某一型号的激光陀螺进行了测试,通过对采样信号和误差信号的观测,系统工作稳定,在5 kHz的采样条件下,陀螺剥除后的剩余脉冲控制在±1内.     

环形激光陀螺的神经网络消噪

分别应用BP神经网络和DRNN网络对处于静止和运动状态下的环形激光陀螺输出信号中的噪声进行了消除,并应用Allan方差方法对消噪前后的陀螺信号进行了对比分析.结果表明使用神经网络对RLG进行消噪是可行的,而DRNN网络作为一种动态网络,其去噪效果及陀螺初始启动时的信号跟踪能力要优于静态BP网络.使用神经网络去噪的方法对研究环形激光陀螺的误差补偿及快速启动是有实际意义的.     

基于相干解调实现激光陀螺抖动信号的剥除

为了满足惯导系统对激光陀螺高动态响应方面的需求,本文基于相关滤波技术实现了激光陀螺抖动误差信号的剥除。首先从理论上对基于相关滤波去抖的思想进行了详细的分析,提出了基于相关滤波进行抖动剥除的开环模型,为了提高系统的稳定性,在开环模型的基础上提出了闭环模型。其次介绍了基于相关滤波闭环模型实现抖动剥除的软硬件设计,最后用所研制的系统对某一型号的激光陀螺进行了测试,通过对采样信号和误差信号的观测,系统工作稳定,在5KHz的采样条件下,陀螺剥除后的剩余脉冲控制在±1内。     

MEMS陀螺误差辨识与补偿

由于制造工艺等原因,MEMS陀螺的随机漂移非常大,严重影响了系统的性能.通过自制的基于MEMS的捷联惯导系统的相关实验,对MEMS陀螺的确定性误差和随机误差分别进行了辨识和补偿.完成确定性误差补偿,对MEMS陀螺随机误差进行了时间序列分析,并建立了AR模型,根据所选模型参数建立了随机误差的系统方程,采用经典卡尔曼滤波进行随机误差补偿.实验结果说明:无论是静态下还是动态下,补偿后信号的方差都大大下降,说明了滤波效果较为明显,具有一定的工程应用价值.     

抖动偏频激光陀螺中的解调及实现技术

根据抖动偏频激光陀螺的输入、输出信号模型,提出了一种利用实时数字信号处理技术实现抖动解调的新方法.通过对激光陀螺输出信号高速采样并使用设计适当的数字滤波器,不但可以有效消除机械抖动引起的信号,而且能够减小随机嗓声干扰,提取出所需的惯性角速率信息.试验表明,相对于整周期采样解调,此方法有效减小了误差,提高了陀螺输出带宽,降低了对电路的要求,具有很大的实用价值.     

基于小波能量元激光陀螺漂移信号去噪方法研究

为了减少陀螺仪的误差并提高其精度,需要对陀螺仪误差进行估算与补偿,本文应用Allan方差法对激光陀螺的输出数据进行定性分析,得出激光陀螺所包含的各种误差及其整个噪声统计特性,并且应用基于小波能量元的方法对激光陀螺的漂移输出数据进行处理,结果表明小波能量元的方法可以有效的出量化噪声外的消除激光陀螺的各种噪声.     

M序列的硬件发生器

本文对M序列进行深入探讨,并简明扼要的阐述了M序列的原理。基于Quartus II 9.0软件平台,对设计的硬件发生器进行波形仿真。经比较可得:由M序列的原理得出的结果与波形仿真的结果是一致的,从而验证了硬件发生器设计的正确性。最后,简要阐述了M序列扩频码在实际中的应用。     

抖动偏频激光陀螺整周期采样对捷联惯导姿态解算的影响

抖动偏频激光捷联惯导系统中,三个激光陀螺之间机械抖动频率一般互不相同.当陀螺输出采用整周期锁存方式时,导航计算机定时采样系统采集到的三个陀螺信号,隐含着陀螺输出的不同步,在捷联惯导解算中将产生姿态解算的不可交换误差,在圆锥运动环境下误差更加严重.介绍了整周期采样时陀螺输出的不同步现象,在圆锥运动条件下对不同步问题进行仿真,仿真结果表明不同步是引起姿态解算误差的主要因素,不同步误差远远超过同步采样条件下的姿态解算误差,因此在捷联惯导系统角运动剧烈时应当予以重视.     

基于FPGA的抖动偏频激光陀螺高精度信号解调

分析了抖动偏频激光陀螺信号的解调原理,提出了一种利用数字信号处理技术并采用FPGA实现的抖动解调方法;通过对激光陀螺脉冲计数值高速采样并采用数字滤波器滤波处理,可以有效消除抖动引起的信号噪声,得到所需的惯性角速率测量信息;增加数字预滤器,以滤除陀螺脉冲输出信号中的尖峰或毛刺干扰,可以进一步提高解调精度;为满足实时性要求,该方法采用FPGA来实现;实验表明,相对整周期采样解调,此方法提高了解调精度。     

Blind reconnaissance of the pseudo-random sequence in DS/SS signal with negative SNR

This paper introduces a new theory and algorithm that can be used in blind detection of the carrier wave signal and the pseudo-random sequence of the direct sequence spread spectrum (DS/SS) signal with negative SNR. First, without any a priori knowledge of the DS/SS signal, the carrier wave signal can be detected from DS/SS signal with negative SNR by using stochastic differential equations and energy detection method. Based on this, the pseudo-random sequence can also be blindly detected in DS/SS signal with negative SNR by reducing noise of the nonlinear signal and the algorithm of wavelet multiscale decomposition algorithm. Finally, the computer simulation shows that we can detect the carrier wave signal with SNR=-27 dB and the pseudo-random sequence under error code ratio 10-4 with SNR =-10 dB.     

基于混沌反控制的Tent映射伪随机序列发生器设计

应用混沌反控制思想有意识地去产生混沌,进而应用混沌系统的伪随机特性进行伪随机序列发生器设计。针对Tent映射在有限精度实现时产生伪随机序列所存在的周期过短问题,应用混沌反控制,对Tent映射加入控制输入,从而解决了输出伪随机序列周期过短的问题,并通过阈值的在线调节输出0-1伪随机序列。证明了受控Tent映射是Lyapunov指数意义下混沌的,分析了Tent映射混沌反控制所产生的伪随机序列的安全性和计算效率,理论分析和仿真结果都证明了这种设计伪随机序列发生器算法的合理性。     

基于QC-MDPC码公钥密码方案下反映攻击的对策

基于中密度准循环奇偶校验码(QC-MDPC)的McEliece公钥密码方案已被验证具有良好的性能特征,其密钥量较少、算法复杂度较低.但目前存在一种密钥恢复攻击对该方案的安全性产生威胁,攻击者利用特定的错误图样生成密文并进行发送,来获取接收者译码是否成功的反应,从而破译出该方案的私钥.为应对此反应攻击,提出了可能的解决方案.该方案将差错控制理论中的自动重传请求(ARQ)与伪随机序列结合,消除了反馈信息的有效性.仿真结果表明,提出的方案能有效抵抗此攻击.最后对提出的方案与各类抗击方案进行了比较,并分析了其未来改进方向.     

The least-squares identification of FIR systems subject to worst-case noise

The least-squares identification of FIR systems is analyzed assuming that the noise is a bounded signal and the input signal is a pseudo-random binary sequence. A lower bound on the worst-case transfer function error shows that the least-square estimate of the transfer function diverges as the order of the FIR system is increased. This implies that, in the presence of the worst-case noise, the trade-off between the estimation error due to the disturbance and the bias error (due to unmodeled dynamics) is significantly different from the corresponding trade-off in the random error case: with a worst-case formulation, the model complexity should not increase indefinitely as the size of the data set increases.     

基于离散时间最优控制的航空发动机装配序列规划

为实现航空发动机维修差错的控制,采用基于优先约束关系的装配子网对发动机部件装配序列建模.在给定的装配评价准则下,将装配序列规划问题转化为最优变迁激发序列问题.引入离散时间的Pontryagin最小值原理(DTPMP),将极小化哈密顿函数这一全局优化的必要条件作为求解零部件装配序列的启发信息.为避免潜在死锁,给出了最优变迁激发序列算法.最后对最优装配序列规划算法的分析显示,该算法有多项式时间的复杂度.     

基于伪随机点的混合图像融合加密方法

图像数据在网上传输需要经过加密处理,而现在很多加密算法都遵循动力学的衰退原理,会退化成具有周期性的算法,而会导致图像信息的泄漏等问题。提出一种基于伪随机点的混合图像融合算法,它先把图像分成8×8的小块,然后对每块图像进行变换,产生一个伪随机序列,将图像块内的像素值和按伪随机序列所对应的像素值相融合进行一次置乱,然后对EZW编码后的图像用混沌序列再一次置乱。试验结果表明,该算法具有很好的安全性,也比较容易实现。     

微弱信号锁定放大器噪声抑制新技术

检测微弱信号最有效的技术就是锁定放大技术,当噪声为有色噪声或噪声频率等于被测微弱信号的频率或奇数倍时,传统的锁定放大器技术不能进行有效地抑制或消除。针对有色噪声的抑制和消除,提出了跳频、跳时锁定放大技术;针对抑制和消除与信号同频的噪声,提出了移相调制锁定放大技术;针对抑制和消除与频率为信号频率奇数倍的噪声,提出了奇次倍频同步调制锁定放大技术;并给出了相关的实现方法。     

新的超混沌伪随机序列及应用

基于掺铒光纤激光器超混沌系统生成伪随机序列,并对其性能进行了分析。实验表明该序列具有较好的初值敏感性、频数检验特性、序列检验特性以及自/互相关特性,以及较高的安全性和保密性。同时序列的产生方法简单,易于实现,是一种应用前景广阔的伪随机序列。最后,将该超混沌伪随机序列应用于图像加密,取得了较好的效果。     

一种基于DWT与DCT的扩频水印算法

变换域数字水印技术是当前的一个研究热点。本算法将水印信息与扩频序列进行扩频调制后,嵌入到载体图像的DWT与DCT中。最后利用扩频序列的自相关函数特征检测出水印信息,检测过程中不需要原始载体图像。实验结果表明,该算法嵌入水印后不易被察觉,检测出的水印效果好,对JPEG有损压缩、裁剪、噪声干扰等攻击有较强的鲁棒性。     

基于MPI的伪随机序列并行加密算法研究

伪随机序列并行加密算法是科学与工程领域中极为重要的问题，拥有广泛的应用领域。而MPI是现在最流行的并行编程的工具，基于MPI的并行计算是现在被关注的热点。伪随机序列并行加密算法存在研究和实现上的困难，主要原因就是没有一个有效对它进行支持的工具。本文将伪随机序列并行加密算法与MPI结合起来，研究如何提高伪随机序列并行加密算法的效率。通过实验模拟和算法分析，证明这是有效的。因此，基于MPI的伪随机序列并行加密算法将会为相关应用和研究领域提供新的方法和方向。