多卜勒雷达频率调制转换基准插件的FPGA实现

多卜勒导航雷达广泛应用于各种飞机的导航系统,调制转换基准插件是多卜勒雷达的核心部件之一.本文介绍的一种设计采用数字控制振荡器技术,利用FPGA实现调制转换基准插件功能,从而代替原模拟部件,解决了设备的维护问题.     

导航脉冲星星历表时空参考系统一性问题

脉冲星具有很高自转稳定性，利用一组统一参考系统下的脉冲星星历表所构建的高精度时空基准，可对飞行器进行自主导航。目前国内尚未观测给出统一参考下的导航脉冲星星历表，国际上已发布的导航脉冲星星历表是在不同参考系统下建立的，无法直接用于构建时空基准，将影响我国近期开展空间脉冲星导航试验。针对没有原始计时观测数据的情况，提出通过模拟计时观测数据，拟合获得新参考系统下的星历表，实现一组导航脉冲星星历表的参考系统统一。最后分析了基于该方法不同参考下的星历表转换精度，其中，DE200转换为DE436后，脉冲星TOA一年内预报值最大偏差由86.6μs减小为2.3μs。TT(TAI)转换为TT(BIPM15)后，TOA一年内预报值最大偏差由0.326μs减小为0.062μs。基于TEMPO2中transform插件可实现不同参考坐标时下星历表精准转换，转换误差小于6 ns，可忽略不计。参考系统DE421/TT(TAI)/TDB转化为DE436/TT(BIPM15)/TCB后，TOA一年内的预报最大偏差降低为0.047μs。     

某高精度内缸加工工艺研究

以某高精度内缸的加工为研究对象,从工艺方案、刀具、夹具等几个方面进行了阐述。针对加工难点,通过采用合适的装夹、基准及合理的基准转换,经过验证,形成了合理的工艺流程,值得推广应用。     

世界地磁模型在飞行管理系统中的应用

飞行管理系统采用真北基准作为方位角的参考基准,针对飞行员可选择方位角的输入或输出基准为磁北基准的问题,采用引入世界地磁模型计算空间某地理点的磁差的方法,将方位角在真北和磁北基准之间进行转换,并分析了飞行高度对磁差计算精度的影响。结果表明:采用世界地磁模型计算的磁差精度满足MIL-W-89500规范要求,世界地磁模型可以应用于飞行管理系统中。     

一种弯头管嘴类零件车削加工的工艺优化

介绍了某航空产品120°弯头管嘴零件的加工工艺及工装设计方案优化过程,重点论述了工艺流程中如何选择定位基准及夹紧方式,如何通过正确的基准转换来确保零件加工质量,提高加工效率,进而形成规范的工艺流程及典型工装设计。     

基于数字控制器的石英挠性加速度计再平衡回路设计

目前广泛使用的石英挠性加速度计模拟伺服电路的输出需要经过模数转换电路才能与数字计算机系统连接,转换电路的非线性误差、温度漂移等非理想因素会造成一定的精度损失.针对转换过程引起的精度损失,研制了一种基于单载波电容调制解调的脉冲输出型数字伺服电路.首先,提出了采用单载波开关电容充放电调制、滑动平均滤波解调的电容检测方案.然...     

基于ModelCenter平台的智能优化算法插件开发及应用

介绍了多学科优化设计软件ModelCenter,利用ModelCenter平台提供的接口和API函数开发了粒子群优化算法插件和模拟退火优化算法插件。将算法插件应用于某喷气教练机总体参数优化设计问题中,通过最终计算结果,验证了算法插件在飞行器总体设计中的有效性。智能优化算法插件的开发拓宽了ModelCenter的通用性,提高了优化效率,可以用于复杂产品的优化设计。     

测量船码头动态标校方法研究

在分析传统坞内标校基本原理的基础上,针对测量船在码头停泊状态下的摇摆特点,建立了码头动态水平和方位参考基准,推导了水平基准计算公式,设计了测量船码头动态标校方法。该方法直接采用标校电视正向瞄标法标校雷达角度零位,减少了传统标校中以望远镜作为中介带来的转换误差。标校结果表明,标校精度与船姿测量精度密切相关。     

基于HyperDesign平台的粒子群优化算法插件开发及应用

介绍了适用于飞行器总体设计的多学科优化软件HyperDesign,并基于HyperDesign平台用C++开发了粒子群优化算法插件.通过精心设计的数学算例来测试插件的效率,并将其应用于某喷气教练机总体参数优化设计问题中,验证了该插件在飞行器总体设计中的有效性.本文对HyperDesign进行了二次开发,使作者认识到开发优化算法插件的重要性.     

Eclipse插件开发技术浅探

Eclipse平台是一个开放源码的、可扩展的、基于Java的集成开发环境(IDE).Eclipse本身不提供强大的用户功能,其全部功能都是利用其插件(Plug-in)机制来实现的.本文基于Eclipse平台的体系结构,重点分析了在Eclipse平台下进行插件开发的原理,并实现一个简单插件来展示eclipse插件开发的全过程.     

基于FPGA的高速LVDS接口的实现

给出了一种基于FPGA的高速LVDS接口设计,利用FPGA内部的SelectIO资源,设计并构造了LVDS接口发送单元、LVDS接口接收单元和对齐状态机。并基于Xilinx Virtex-5平台成功搭建了一个500 Mb/s高速LVDS串行互联系统,通过仿真和测试,验证了系统的有效性,为后续采用FPGA实现各种高速协议奠定了良好的基础。     

一种准循环低密度校验码部分并行编码结构设计

为了满足在一个系统中使用多码率低密度奇偶校验（LDPC）码字的需求,设计了一个多码率准循环LDPC（QC LDPC）码编码器;按照功能,将编码器分成输入缓存单元（ISU）、生成矩阵存储单元（GMSU）、矩阵乘法运算单元（MMU）以及输出缓存单元（OSU）4个主要组成部分;通过使用多个小块存储器组合的方式设计ISU可以使无效存储空间降到最低;通过分析各种码率生成矩阵特点,将矩阵进行分割,从而将各种码率生成矩阵所需要的信息存储在若干个存储单元中;MMU用于完成信息位与矩阵的乘法与求和运算,运算单元的数目和GMSU的数目相等;OSU中包括两个存储器,采用乒乓操作,以提高编码速率。通过管脚的选择,此编码器支持0.4, 0.6以及0.8码率3种编码模式。最后用Altera公司的现场可编程门阵列（FPGA）EP1S801508C7对编码器进行了实现。结果显示此编码器仅耗费5 339个逻辑单元,占FPGA总逻辑单元的7%,耗费439 296比特的存储器资源,占FPGA总存储器资源的6%。     

基于FPGA和LMD18200的步进电机控制系统

提出了一种控制步进电机的设计方法,结合MCU、FPGA和增量型编码器构成了一个完整的运动控制平台。系统由总线接口单元、闭环控制单元、PWM脉宽调制单元和LMD18200驱动单元组成。实践表明,利用LMD18200驱动逻辑能够使步进电机高效稳定地运行,有效降低了电机运行中的噪声和起动、停止时的振动,使用效果好于大部分常规步进电机驱动方法。     

基于FPGA的捷联惯组数据采集系统设计与实现

惯性器件性能的好坏直接决定了武器系统的性能,惯性器件的测试工作需要专门的脉冲采集系统来实现,本文介绍了一种基于FPGA的新型惯组脉冲采集系统,通过选用XC3S1000-4FGG676I芯片轻松实现了多路脉冲信号、交直流电压量以及温度传感器信号采集,抗干扰措施的采用有效地保证了该系统的稳定性和可靠性,经过大量的试验考核目前已经正式运用于捷联惯组的单元测试过程中。     

基于变速积分的高速电机磁悬浮控制系统设计

针对磁悬浮高速电机的磁轴承-转子系统,设计了基于MCU+FPGA的数字控制系统。为实现转子系统的高转速下稳定控制,在建立了磁轴承-转子闭环控制系统模型的基础上,针对常规PID控制系统的超调振荡问题和PD控制系统的转子位移静差问题,利用变速积分的思想设计了改进的PID控制器。实验表明,在消除了系统静差的同时明显减小了系统的超调量和调节时间,说明设计的控制系统具有很好的动态特性和稳态精度。     

航空发动机健康管理系统的快速原型设计

针对航空发动机健康管理系统传统设计方法周期长、成本高等问题,提出了面向健康管理系统的快速原型设计方法,构建了基于虚拟仪器语言和快速原型技术的航空发动机健康管理系统快速原型仿真平台。以CompactRIO平台为核心,在实时响应最高的现场可编程门阵列(FPGA)环境下设计了信号接口单元,模拟发动机真实传感器值,并提供了基于Windows平台的健康管理软件实时开发环境,可以将健康管理算法快速部署下载至硬件平台。结果表明:此健康管理系统的快速原型设计方法是切实有效的,为扩展成为完全的硬件在回路(HIL)仿真的平台奠定了基础,有较好的工程实用价值。     

基于 FPGA 的 DVI 视频接收器设计

针对目前 DVI 视频传输的大规模应用,给出了一个符合 DVI1.0规范的基于 Xilinx Virtex-5 FPGA的 DVI视频接收器的实现方法.该方法利用简单的电阻电容和 FPGA内置数字控制阻抗(DCI)功能来实现TMDS电平的转换,利用 FPGA 内置的 DDR 和 ISERDES 实现 DVI 数据的串并转换,利用 FPGA 内置时钟资源实现时钟恢复和相位调整,最后经过逻辑解码,输出并行带同步信号的视频数据     

基于FPGA内置RAM的抗辐射有限状态机设计

在现代卫星设计中广泛使用的可重构现场可编程门阵列(FPGA),在空间高能粒子的影响下很容易产生单粒子翻转(SEU),从而功能紊乱甚至失效。在面向航天应用的FPGA设计中,必须采用容错设计技术来弥补器件本身抗辐射能力的不足。本文首先分析了有限状态机(FSM)的内部结构,并指出由于自身电路结构的特点,传统的FPGA容错设计方法应用于FSM时有一定的局限性。然后,针对基于FPGA的FSM容错设计技术进行了研究,根据现代FPGA的结构特点,提出了一种基于FPGA内置双端口随机存取存储器(RAM)、具有周期校验功能的FSM设计方案。经过可靠性分析和实验可以看出,与采用传统容错设计方法的FSM相比,采用本文方案构建的FSM在太空辐射环境下具有更高的长期可靠性、更小的FPGA资源占用量和更低的功耗。     

基于DSP+FPGA的数字视频信号处理系统

研制了一种基于FPGA DSP的数字视频信号处理系统,详细分析了系统中视频信号的转换(SAA7113)、视频信号的处理(FPGA DSP)以及与PC机通信(FPGA与USB接口)的工作原理和流程。系统采用模块化设计,计算效率高,工作稳定可靠。     

AFDX端系统发送单元的研究与实现

AFDX网络已成为客机、运输机综合化航空电子系统的主干网络,AFDX端系统(ES)是其重要的组成部分。介绍了ARINC664标准对ES设计关键的虚拟链路、子虚拟链路、带宽和抖动要求,论述了ES发送单元的结构、组成和流程分析,重点描述了虚拟链路和子虚拟链路的发送调度机制和实现方法。采用FPGA实现了AFDX端系统发送单元的功能目标,为研制自主化的ES产品奠定了基础。