零延时RS485模块在列车车载防火检测系统中的应用研究

随着高速列车技术的飞跃发展,车载设备之间的通讯信息、列车的故障检测和诊断信息、车内视频监控信息等信息数据的剧增,对信息承载媒介和通讯接口设备在可靠性和实时性方面提出了更高的要求;通过对RS485模块的研究设计了一种零延时RS485模块,应用于以太网主从式结构的列车车载防火检测系统中,达到实时、高效、安全可靠的设计目的;使用Multisim软件对零延时电路进行仿真验证,结果表明该设计的零延时RS485模块具有可靠的实时性。     

一种水下航行体参数快速传输系统的FPGA实现

在水下航行测试过程中,需要对各种运行参数、弹道轨迹进行实时记录,记录数据最终传到数据处理设备上进行分析处理;由于航行体在长时间运行过程中记录的数据量非常大,在对数据进行提取时,传统的RS232传输方法速度较慢,即使采用CAN总线进行数据提取,也会花费大量时间,严重影响测试效率;通过系统分析,设计一种使用FPGA实现USB高速传输的方法进行数据提取,该方法可以明显改进航行体数据提取效率,在航行体工程设计中具有重要价值。     

多信号模型在虚拟故障建模与仿真中的应用

在分析虚拟维修训练需求和故障机理的基础上,提出基于多信号模型的电子装备故障建模方法,研究了虚拟环境中故障数据生成与实时检测、故障现象模拟及仿真运行流程等问题;在VC++环境下开发虚拟仪表,并借助实时通信模块获取Virtools环境中虚拟样机上的测试信号;最后,在Virtools中实现了某型无人机飞行指挥与控制系统故障建模与仿真,验证了该方法的可行性;多信号模型可以完整地描述故障的传递轨迹,高效、灵活地构建故障故障机理模型,为受训人员提供了一个实施诊断逻辑的良好训练环境。     

基于扩展卡尔曼滤波的卫星组合姿态确定物理仿真技术研究

针对未来卫星应用的高精度、高可靠性定姿技术需求,设计了卫星单轴组合姿态确定物理仿真系统;采用太阳敏感器和光纤陀螺组合定姿模式,提出了一种扩展卡尔曼滤波组合姿态确定算法,用C语言进行了实验软件设计,系统采用DSP为处理器,还设计了多敏感器数据采集扩展接口;物理仿真实验结果:姿态确定精度优于0.5°;陀螺常值漂移估计的平均值为3.625758e-4°/s,证明了组合姿态确定算法的有效性和该项技术对工程应用的可行性。     

基于信息熵的粮食干燥塔温度预测控制

针对混流式粮食干燥塔生产过程中,物理化学变化复杂,温度变化呈现的非线性和滞后性,难以准确检测的问题,提出了一种基于信息熵的温度预测方法;首先分别采用支持向量机和灰色预测独立建立第一降速段的温度模型;利用加权方法对两种模型进行集成,最后利用信息熵算法,对加权因子进行优化,提升模型的预测精度;运行结果表明干燥后的稻谷含水量与设定值误差从原来的±24.7%,降低至8.5%,验证本方法在实际生产中的有效性。     

基于FPGA的PLC位信息输出控制器设计

提出应用FPGA设计PLC位信息输出与读取控制器的思路。该控制器执行输出位信息相关命令时,在内部时序脉冲控制下按照Y编号地址自主完成位信息在位存储单元的寻址和读写操作;论述了控制器的电路构成和基本原理,应用Verilog HDL语言实现硬件电路的构建与连接;测试表明,该控制器在PLC用户程序执行过程中可以自主将位信息按要求输出和读取,使输出位信息命令的执行与系统其它功能模块实现并行处理,提高了PLC执行指令序列的速度,缩短了PLC扫描周期。     

基于FPGA的智能网络接口设计

为了实现一种基于FPGA及片上系统(SOC)的智能以太网接口设计,在FPGA内集成了PowerPC440硬核处理器、以太网络接口控制器IP(TEMAC)、DDR2控制器、通用串行接口IP核及定时器等;该设计使用Verilog HDL硬件描述语言,在ISE12.4下的嵌入式集成开发环境XPS下进行IP核定制、系统的集成设计、综合、布局布线,在Model Sim下完成功能、时序仿真,在SDK环境下完成片上系统软件程序的开发;最后在XILINX的Virtex-5系列FPGA器件上实现了具有千兆以太网络接口的智能片上系统,智能网络接口具有可重配置、可扩展性、灵活性、兼容性、功耗低等优点。     

基于以太网的列车通信网络及交换机开发

随着列车中大容量设备的增加,高带宽的工业以太网用于列车通信网络已成为一种趋势;生成树冗余与VLAN技术应用在基于以太网的列车通信网络中能有效地保证该通信网络的可靠性、稳定性和实时性,为了支持生成树协议(STP)和VLAN相关协议,设计了一款基于KSZ8995MA的交换机,介绍了其硬件设计和软件实现的关键部分;利用OPNET软件建立生成树冗余链路和冗余链路模型并进行时延仿真,仿真结果表明生成树冗余链路的时延小于冗余链路的时延,有效地提高通信网络的稳定性和实时性。     

基于XMC4500的汽车CAN网络检测卡设计

CAN总线作为车用网络的主要应用总线技术,通过CAN总线获得汽车运行时的实时数据成为汽车电子系统研发、维修及故障分析的主要手段;在对传统CAN总线检测卡分析及研究的基础上,为了使移动PC更加便捷地分析及记录汽车CAN网络中的数据,使基于串口通讯的系统及应用软件能够方便地继承使用,设计了基于XMC4500单片机的汽车CAN网络检测卡;实现了将汽车CAN网络中的数据通过USB端口虚拟的高速串口传输至上位机、实时备份相关数据到Micro SD卡中的功能;实验数据显示在最高1 000kb/s的传输速率下,能够100%正确接收及存储相关数据,满足对该卡实时性和可靠性的要求。     

基于AFPN的舰船电子综合化系统总线故障诊断研究

针对舰船电子综合化系统总线故障诊断模糊性、不确定性的日益增强,且难以实现快速故障诊断的难题,提出一种基于自适应模糊Petri网(Adaptive Fuzzy Petri Net,AFPN)的舰船电子综合化系统总线故障诊断方法;在加权模糊Petri网(Weighted Fuzzy Petri Net,WFPN)的基础上,引入神经网络技术,给出了AFPN的形式化定义及学习算法;实例分析验证了所提方法的有效性,研究表明:AFPN模型具有很强的自适应能力和推理能力,克服了传统单纯依靠人工经验故障诊断的不确定性和偶然性,可以实现舰船电子综合化系统总线快速精确的故障诊断。