基于ACTELFPGA短波红外成像系统设计与研究

针对短波红外探测在各个领域的重要作用,采用Sofradir 320×256短波红外探测器,基于ACTEL公司的FPGA芯片APA600,设计并实现了短波红外成像系统,并对几个关键性设计进行了分析。该系统具有低功耗、小体积、高速率、可控性好等特点。实验结果表明该系统能够满足设计要求。     

用纯金属Ni作中间层扩散连接铝基复合材料

采用纯金属Ni作中间层扩散连接氧化铝颗粒增强铝基复合材料(Al2O3P/6061Al),探究了连接温度和保温时间对接头显微结构与力学性能的影响.结果表明,连接温度610～620℃时,连接区主要由Al3Ni和Ni在Al中固溶体组成,Al3Ni含量随连接温度升高、保温时间延长而减少;连接温度630℃时,连接区主要由Al2O3颗粒和Ni在Al中固溶体组成,Al2O3颗粒偏聚于接头中心.连接温度620℃、保温时间5～120min条件下,接头抗剪强度68～93MPa,断裂于连接区与母材界面;连接温度630℃、保温时间5～120min条件下,接头抗剪强度93～97MPa,断裂于增强相偏聚区.     

关于我国露天矿凿岩设备选型的意见

在我国露天矿(金属、非金属及煤矿)的开采工艺中,都有凿岩爆破这一工序。当前绝大多数矿山是采用钢绳冲击式穿孔机凿孔,进行垂直深孔爆破。这种不论岩石软硬,矿体厚薄,装运设备大小等具体情况,一律采用钢绳冲击式穿孔机的现状,是不能令人满意的。为了进一步提高穿孔效率与爆破质量,促进我国采掘工业的发展,本文拟根据国外露天矿生产及科学研究的资料、鞍钢露天矿生产经验及鞍钢矿山处研究室近七年来对各种凿岩方法(接杆冲击法、潜孔回转冲击法、热力喷火法、牙轮回转法、翼状钻头回转法)的试验资料,对我国露天矿凿岩设备及工具的选型提出一些初步的意见,与大家共同讨论。     

空间超大幅宽低畸变红外成像扫描控制

本文以空间超大幅宽低畸变红外变焦扫描成像系统为研究对象,分析给出地面畸变与成像系统瞬时视场角的关系,提出变速扫描成像并推导了扫描角速度公式。为解决匀速360°旋转扫描效率低和双向摆动扫描成像需安装扫描线矫正器所导致的系统复杂性高、可靠性低的缺点,设计了一种正弦加速度快速回扫的方法。对变速扫描以及正弦加速度快速回扫方法进行了仿真及实验,结果表明扫描控制系统慢速扫描与快速回扫之间状态切换稳定,扫描起止角度误差仅为1.44角秒,扫描速度稳定度为±0.5%,扫描成像过程时间误差为83μs,回扫时间误差为250μs,整个扫描周期时间偏差小于1倍像元积分时间(355μs),扫描效率达86%,在提高了扫描效率的同时减小对扫描机构的冲击与振动,满足成像要求。正弦加速度快速回扫方法对机载红外扫描成像系统快速回扫运动设计也具有一定指导意义。     

基于ACTEL FPGA短波红外成像系统设计与研究

针对短波红外探测在各个领域的重要作用,采用Sofradir 320X 256短波红外探测器,基于ACTEL公司的FPGA芯片APA600,设计并实现了短波红外成像系统,并对几个关键性设计进行了分析.该系统具有低功耗、小体积、高速率、可控性好等特点.实验结果表明该系统能够满足设计要求.     

多次采样平均在长波红外高光谱成像系统中的应用

长波红外高光谱成像系统由于光谱细分导致探测器所接收的目标信号的能量较一般成像系统弱,因此系统噪声对成像效果影响较大.针对这一现象,本文在分析系统噪声成分的基础上,提出采用ADC多次采样平均的方法来降低其噪声,并从理论上推导了该方法的有效性.然后搭建了实验系统,分析计算不同积分时间下,利用多次采样平均技术得到的信号和噪声大小,并计算系统的信噪比和NETD.结果表明,多次(m次)采样平均对系统的信号值几乎无影响,但可以将系统噪声降低至原来的m-1/2倍.因此,该方法可将系统的信噪比提高至原来的m1/2倍,并能有效降低系统的NETD,提高系统灵敏度.该方法为改善长波红外高光谱成像系统成像效果提供了一种方案.     

永磁同步电机伺服系统控制中的自抗扰控制策略

本文以高精度伺服系统中的永磁同步电机变速扫描为研究对象,针对自抗扰控制器中跟踪微分器(trace differentiator,TD)及扩张状态观测器(expansion state observer,ESO)模块的延时响应和参数复杂等缺点,设计了一种改进的自抗扰控制器,有效简化了其TD和ESO模块并减少可调参数,以实现内外干扰较大的环境下电机的高精度快速响应。将该控制器应用到某型号项目的伺服摆扫镜机构中,并将其性能与同条件下传统比例-积分-微分(proportion-integration-differential,PID)控制器性能作对比。实验结果表明:改进的自抗扰控制器表现出优于PID的控制性能,0°/s～10°/s响应时间75ms,超调小于6%,稳态精度达到±1%;变速跟踪过程转速波动小,无超调,扫描周期时间波动小于0.0014 s,起始位置角度定位精度高于0.0015°,满足型号项目指标要求。改进的自抗扰控制器对其他搭载永磁同步电机实现变速跟踪扫描的系统也有一定的参考价值。     

同轴单搭接胶接接头应力分布的探讨

利用有限元方法研究了偏轴单搭接胶接接头和同轴单搭接胶接接头的力学性能.结果表明,同轴单搭接胶接接头可以使接头搭接末端的弯矩变为零,进而有效地降低剥离应力的峰值,减轻剪切应力的集中程度,是一种较为合理的胶接接头形式.     

基于有限元方法的单搭接接头可靠性设计

将概率统计的设计观念引入单搭接粘接接头,通过有限元分析方法分析了对粘接接头力学性能影响较大的因素,并在抽样100次的情况下,分析了单搭接粘接接头失效的概率。结果表明,该模型可以有效地反映接头的实际情况,为粘接结构的可靠度设计提供了依据。     

红外用机械制冷机驱动电路的共模干扰机理

机械制冷机是提供红外载荷工作所需低温环境的主要设备,其驱动系统的传导干扰是影响红外载荷精度的重要因素。传导干扰中的共模干扰具有较高的分析难度,为研究其机理,以某红外用机械制冷机及驱动系统为研究对象,使用一种新型多物理域联合仿真的方法对共模干扰机理进行定量分析,并通过实验测试验证了仿真模型的准确性。最终对其干扰路径及干扰源特性进行了分析,并总结出共模干扰机理。结果表明:测试频段内制冷机的寄生参数是影响共模干扰通路的最主要因素,但随频率增加,输入输出电缆的寄生参数对干扰通路的影响逐渐增大,同时,干扰机理显示:系统产生的共模干扰最可能导致CE102标准在频段500 kHz~1 MHz干扰超限。