受控航天器的通用仿真框架

为满足航天器姿态控制系统仿真的需要 ,利用面向对象建模方法 ,设计了受控航天器的通用仿真框架。在该框架中 ,航天器、姿态表示、控制律、执行机构作为独立的对象建模 ,可以支持不同仿真背景、不同粒度下的仿真要求。利用该框架建立的飞船姿态控制系统仿真模型 ,验证了该框架的有效性     

基于GPU的NCO相位累积误差消除方法

针对航天测控系统高精度数控振荡器NCO实现需求，利用图形处理单元GPU的高灵活性和高效并行数据处理能力，设计了一种基于GPU的高效高精度NCO实现方法。针对NCO计算中浮点数相位累加运算累积误差大的共性问题，利用无误差变换技术设计了基于Fast2Sum算法和2Sum算法的单精度浮点数相位累积误差综合补偿算法，并利用该算法为NCO系统设计了相位累积求和算子。最后，基于GPU平台对该方法进行了验证。试验结果表明，该方法能够将基于GPU的NCO系统浮点数相位累积误差控制在1×10–5 rad量级。     

基于自主运行体系结构的通用推理引擎设计

为实现基于规则的决策推理,根据自主运行技术的特点对一种基于航天器自主运行体系结构的通用推理引擎设计进行了研究。该体系结构以策略与机制分离为目标,对系统策略、资源和数据进行统筹管理,自主运行系统包括决策系统、系统策略、系统输入和系统输出四部分。在自主运行体系结构的基础上,对传统Rete算法进行改进,优化传统Rete网络结构,取消了Not节点,改变了原Rete算法中的是非逻辑判断,合并了Entry节点、Token节点和适配节点功能。给出了通用推理引擎的推理网络结构,设计了推理算法以实现事实序列的快速推理。某航天器数管分系统的程控功能样例显示:根据飞行过程中产生的事实序列,用设计的推理引擎推理出级箭分离、中继加电、开发动机、关发动机等事件的发生,由此验证了通用推理引擎的有效性。     

GF（2^n）上通用RS编译码器的一种软件实现方法

采用有限域上多项式的乘法规则设计了一种通用乘法运算模块;以乘法模块为基础,实现了一种RS编译码软件解决方案。该方案可以适应GF(2n)域(n≤8)上不同域本原多项式、不同纠错能力的RS码,具有很强的通用性。所设计的通用RS编译码软件为算法开发、验证和硬件设计调试提供了一种有力的辅助手段。     

新型测发控流程查询系统平台的研究

研究基于J2EE技术和MVC设计模式来架构测发控流程查询系统平台的解决方案.构建了一个支持远程访问的通用测试流程查询平台,主要包括Web服务器构建、数据库设计和业务逻辑结构设计3方面内容,最终形成一个可伸缩、灵活性强、易维护的应用系统.     

双基地SAR的QBP成像算法

时域BP算法能够灵活处理双基地SAR信号,但是运算量很大。本文根据系统工作模型,推导出SAR信号聚束化后方位向带宽与成像区域的尺寸成正比,适合采用QBP算法进行成像;研究了聚束参考点的变化对信号带宽的影响,给出了双基地QBP算法的具体实现步骤,分析了QBP算法的运算复杂度。理论分析、仿真实验和实测数据结果验证了QBP算法的有效性。
     

基于Simulink模型的捷联算法仿真平台研究

分析了捷联系统基于Simulink模型的姿态、速度和位置积分的基本方程。建立了仿真模型，给出了组成模块和算法框图。研究了采样与静差补偿，以及四元数、姿态、住置和速度更新的算法。构造的算法仿真通用平台，其输入可为实际系统的惯性测量元件(IMU)在线、离线数据的全部或部分，或自行构造的载体在某种运动轨迹下IMU的输出。仿真结果表明，利用Simulink多种直观的位置输出，可更有效地分析捷联系统，或对多种IMU的捷联导航特性进行比较验证。     

DVB-S接收机中时钟与载波同步的FPGA实现

介绍数字滤波平方定时算法和硬判决型科斯塔斯环的基本原理,并基于这两种算法,用可编程器件FPGA实现DVB-S接收机中的采样时钟同步和载波同步。整个设计基于XILINX公司的ISE平台,用VHDL编程语言通过逻辑综合和仿真在xc3s2000 FPGA芯片上实现。     

基于Zynq平台的弹载计算机设计

针对现代控制系统对弹载计算机提出的新要求,设计了一种以全可编程SoC芯片Zynq为核心处理器的弹载计算机,使其在运算性能、产品功耗、设备体积等方面产生了大幅提升。利用Zynq内嵌的ARM硬核来运行自检、装订、输出检查及导航制导控制算法等功能,通过芯片集成的可编程逻辑资源实现丰富的外围接口协议并设计为自定义IP,自定义IP通过标准的AXI总线连接到处理器的ARM内核上。给出了弹载计算机的硬件系统设计及软件系统设计方案,并详细分析介绍了各个电路模块的设计思路、软件系统模块化设计思路及系统工作流程。搭建了半实物仿真验证平台,通过试验,证明了该弹载计算机设计合理,各项功能工作正常,性能满足控制系统使用要求。     

半硬回收装置数据回读系统软件设计

文章讲述了基于usb总线的半硬回收装置数据回读系统的软硬件接口设计技术、数据分析、动态存储以及高速回调技术.以labview8.5为开发平台,有效实现了16通道数据以1 mb/s的速度由硬件向软件高速回读的功能,解决了试验现场数据的高速回放、分析与处理问题.经多次调试与考核试验的应用表明:该系统运行稳定可靠,数据回读迅速,正确,是科研人员在试验现场迅速获取测量信息的有效平台.     

航天器部件真空检漏试验管理系统的设计

航天器部件真空检漏试验管理系统是航天器件特殊环境试验管理系统的一个重要组成部分。文章根据航天器部件真空检漏试验管理的需求,结合软件设计开发流程规范,对试验技术流程进行了分析,设计出系统总体框架和功能模块:系统总体框架分为数据资源层、业务逻辑层和客户层;功能模块分为试验任务管理模块、个人任务管理模块、试验数据管理模块、试验归档管理模块、试验资源管理模块、基础配置管理模块和系统管理模块。该试验管理系统将使航天器部件真空检漏试验管理工作更加高效、合理。     

直接力/气动力拦截弹复合逻辑与复合控制系统设计

以大气层内拦截弹直接侧向力和气动力的复合控制系统为研究对象,首先设计了轨控复合控制逻辑,然后建立了复合控制模型,并将复合系统分解为直接侧向力子系统和气动力子系统,用经典控制理论设计了气动力子系统,用模糊控制理论设计了直接力子系统。仿真结果表明:所设计的复合控制逻辑合理;基于模糊逻辑的直接力子系统可有效避免点燃发动机数量过多而需要反向点火情况的发生;与气动力系统相比,复合控制系统性能有较大提高。     

通信卫星系统潜在故障识别与应对方法

针对新一代高集成度、高复杂度通信卫星系统应用背景，以通信卫星平台长寿命、高可靠设计需求为牵引，提出一种基于系统理论事故模型与过程（STAMP）的系统级潜在故障识别与分析方法，在总体设计早期即提出对卫星平台各分系统的可靠性设计需求。以某地球同步轨道（GEO）通信卫星为例介绍该方法，通过构建系统控制逻辑架构自上至下地分析潜在的不安全控制过程，通过检查控制与反馈回路的各环节确定故障发生场景，提出对控制过程的约束条件以消除或降低故障发生的可能，最终形成有针对性的分系统可靠性设计需求。     

精确制导武器虚拟样机技术研究

精确制导武器虚拟样机技术是进行精确制导武器研究的一项关键技术。本文充分考虑到建立一体化、通用化的虚拟样机系统支撑平台的需要,选取景象匹配技术作为精确制导技术的研究对象。研究过程中重点讨论了虚拟样机系统的组成、方案及算法分析、算法仿真试验、试验结果分析、系统集成等问题。其中,精确制导算法仿真的试验结果揭示了典型匹配算法的抗干扰能力和各种主要因素对匹配结果的影响规律,与理论分析一致;系统集成过程中详细分析了控制流、数据流与系统集成的组织过程和方法;最后对整个精确制导武器虚拟样机系统的研制工作进行了总结。     

摇摆软管低温疲劳试验关键技术研究

为有效考核液体火箭发动机的工作可靠性,需要通过地面试验验证摇摆软管低温疲劳特性。摇摆软管低温疲劳试验系统承担试验时涉及的摇摆环境模拟、低温压力环境模拟、轴压平衡等关键技术。摇摆驱动分系统利用水平放置的2个液压伺服油缸作为驱动单元驱动十字轴带动摇摆软管摆动,模拟摇摆软管的安装边界及摇摆工况。低温压力供应分系统向摇摆软管内腔输送一定压力的液氮,模拟摇摆软管低温以及内压环境。内压平衡子系统通过设置在摇摆软管内的轴压平衡装置平衡内腔压力产生的轴向载荷,避免在内腔压力作用下伸长。某型氧化剂摇摆软管低温疲劳试验结果表明:摇摆软管低温疲劳试验系统能够实现摇摆软管双向摇摆和单向摇摆等疲劳试验工况,试验环境和边界条件与摇摆软管实际工作状态基本一致,试验参数满足要求。     

Magnetic stabilization of a spacecraft and the effect of compensation of information errors

The system of spacecraft angular stabilization of middle accuracy rating and with magnetic executive devices is considered. A three-axis magnetometer is used as a single sensitive element of the subsystem of attitude determination. Combination of specific features of the control law and the algorithm of attitude determination allows one to realize a sufficiently reliable stabilization system of simple design, which is rather economical, as far as computing time is concerned.     

卫星集群网络仿真建模与路由算法性能分析

卫星集群是一类基于星间协同工作的分布式卫星系统,具有空间结构灵活、数据共享、智能服务等特点。针对当前卫星集群网络仿真平台及其路由算法的研究的不足,基于网络仿真软件NS-3与卫星场景分析软件STK,设计了卫星集群生成模块,搭建了更准确、通用且可扩展的卫星集群网络仿真平台。通过同单一的STK卫星轨道数据对比,验证了仿真平台中卫星运动模块的有效性。对AODV(自组网按需距离矢量路由),DSDV(目标序列距离矢量路由)和OLSR(链路状态优化路由)算法应用在卫星集群网络中的性能进行了仿真。结果表明:OLSR算法在卫星集群网络中性能最优,其分簇和链路状态感知机制可为卫星集群网络路由算法的研究提供借鉴。     

机载高分辨率遥感图像实时压缩系统研究

介绍了图像压缩系统的5种主要架构,分析、比较了这5种架构的优缺点。基于现场可编程门阵列(FPGA)的图像压缩系统架构,提出了一种适合机载应用的高分辨率遥感图像实时压缩系统,该系统具有体积小、功耗低的特点。另外,还针对JPEG-LS(JPEG-Lossless)算法的特点,提出了一种简单有效的位率控制和抗误码方法,并在基于VIRTEX-ⅡFPGA的实时压缩系统中进行了具体应用,实现了机载遥感图像的无损和近无损图像实时压缩。该系统预留了充分的硬件资源,可支持EZW和SPIHT等复杂度较高的高倍率图像压缩算法的应用。     

SPMD并行计算机系统中互连结构的模拟研究与实现

并行计算机系统中网络对整个系统性能影响起到了关键作用，而SPMD并行计算机系统在科学计算，特别是航空航天中比较普及，因此开发了通用SPMD并行系统结构性能评价模拟系统。该文描述的面向对象网络模拟系统是该模拟环境的一部分，采用伪汇编代码的算法程序作为输入，通过配置结构参数、与系统提供的描述不同结构的伪虻编指令函数库编译链接，达到对不同层次细节、不同侧重部件模拟研究的目的。与同类研究相比，本文的研究具有更通用的特点，能够方便地构造不同的动态和静态网络，特别是能够对可重构的多级互连网络进行性能评价研究。     

基于GPU的高光谱遥感主成分分析并行优化

主成分分析（principal component analysis, PCA）是高光谱遥感图像特征提取的重要方法。为了在保证精度的同时,提高高光谱遥感PCA算法的计算效率,文章提出一种基于图形处理器（graphic processing unit,GPU）＋中央处理器（central processing unit,CPU）异构系统的PCA并行优化方法。该方法利用GPU的并行计算能力实现PCA中复杂的协方差矩阵计算与维数缩减过程,优化了像元去均值的计算流程;解决了GPU内核计算像元累加和非合并访问问题;利用共享内存机制,提高了访存效率。此外,该方法采用改进的Jacobi快速迭代法在CPU中进行特征分解,保证了算法的精度。实验结果表明,该方法在保证精度的同时能够有效提高计算效率,在Quadro600平台上的加速比达到141倍,满足了高光谱遥感图像实时应用的需求。