高速数据采集和分析系统研究

为了在地面实验中监测航空发动机的振动情况和进行故障诊断, 研制了高速数据采集系统、信号处理系统以及基于模糊聚类方法上的故障诊断系统。在数据采集系统中采用并行A/D结构以提高采集速度;研制高性能的数字倍频电路以准确实现整周期采样。利用软、硬件结合的方法对测试结果进行补偿, 提高了相位精度。用标准信号和现场试验信号进行考核, 结果表明该系统能很好满足测量要求。      

半球谐振陀螺控制电路频率跟踪精度提升方法

半球谐振陀螺控制电路的控制精度直接影响半球谐振陀螺仪的输出精度,而频率跟踪精度又直接影响了半球谐振陀螺控制电路的精度.传统的半球谐振陀螺数字控制电路采用过零比较的方法计算陀螺幅点信号的频率,此方法易受地线毛刺信号的干扰,频率跟踪精度不高.介绍了采用A/D转换采集数据估算陀螺幅点信号频率的方法,并对各种方法进行了优缺点比较,提出选用建议.这些方法既提升电路抗干扰能力,又大幅提升了频率跟踪精度,还省去了过零比较电路.分析及测试结果表明,采用该频率跟踪方法,半球谐振陀螺的频率跟踪精度可达0.002Hz,可大幅提升半球谐振陀螺控制电路的精度.     

固液动力探空火箭箭载数据采集系统设计

针对固液动力探空火箭在进行测试、飞行试验时,需要实时测量并记录推力、燃料供给速率以及吹除系统工况信息的问题,设计并工程实现了对箭载重要设备输出信号进行监控和采集记录的数据采集系统.以STM32F103RB微控制器为核心,完成了数据采集、存储、传输等电路的设计,并在Real View MDK集成开发环境下,运用C语言完成了控制、测试程序的编写.最后,通过Real View ULINKR仿真器实现了软硬件的联合测试,验证了系统的供电控制、采样频率、工况记录等功能都满足设计要求,完成了对箭载重要设备监控和采集记录的任务.只需修改微控制器内的操控程序,就可将此数据采集系统应用于不同型号的固液动力探空火箭.      

FPGA在高性能数据采集系统中的应用

设计了以FPGA(现场可编程门阵列)为核心逻辑控制模块的高性能数据采集系统，该系统除了可完成24路最大采样频率为100kHz(精度16位)的模拟信号采集和8路宽范围频率信号采集，还具有较强的数字信号处理能力和一定的容错、自检功能。FPGA模块采用VHDL语言设计，在MAX PLUSII集成环境中进行软件设计和系统仿真，本文给出了FPGA主要功能模块的仿真图形。     

基于三轴磁传感器运动噪声消除方法的误差分析

通过对三轴磁引信抗晃动原理实现过程中系数采集、磁场数据采集和采用不同精度数据运算时引入的误差进行分析,估算了采用标量接收技术时地球磁场误差界的值,量化了误差对磁感应强度矢量模值的平方及其本身的影响,描述了在不同的分辨率情况下对模数转换器及运算数据的位数要求,反演了模数转换器位数确定后方程组变换系数的精度,为系统软、硬件设计提供了依据.     

俄制相控阵雷达天线单元检测设备的设计与实现

为了解决某型俄制相控阵雷达天线单元检测效率低、检测结果的准确性难以保证的问题,结合对现今微波测试技术及方法的研究,采用超宽带时域测量方法,运用超宽带信号产生技术和超宽带信号采样接收技术,设计实现了相控阵雷达天线单元测试系统。该测试系统能对天线单元进行移相控制和故障检测,可提高相位测量范围和测量精度,满足装备的修理和检测要求。     

一种矢量调制移相器的反馈补偿设计方法

针对矢量调制移相器存在的移相误差和增益波动问题,提出一种矢量调制移相器的反馈补偿设计方法.在分析了矢量调制的移相原理及影响移相精度和增益稳定性的误差因素的基础上,根据反馈补偿原理对误差因素进行补偿校正.首先通过自动化的测试和处理流程,得到移相器的相位和增益误差特性表,然后将该误差特性表反馈至移相器监控单元,最后监控单元利用插值算法和归一化原理实现对误差量的补偿校正.对采用该方法设计的移相器进行实际测试,结果表明：其移相精度小于1°,增益随相位变化波动小于0.4 dB,对比补偿校正之前,移相精度和增益稳定性得到了大幅提高和改善,从而验证了该方法的有效性.     

基于PXI总线的高速数字化仪的设计和实现

介绍了一种基于PXI总线的高速数字化仪的设计理论和实现方法,从硬件和软件两个方面详细介绍了系统的设计方法.该采集平台基于高速模数转换器ADC08D1500和高性能可编程逻辑器件VIRTEX-4 SX35,可以实现3Gsps的实时采样率和8位的采样精度;板载512M DDR2内存模组,可以实现高速信号的实时存储;接口上采用PXI总线技术,采用PCI9054作为接口芯片;软件开发上采用DLL API的模式,方便不同用户的定制.     

DFT谱分析在卫星通信业务监测系统中的应用

采用离散傅立叶变换（DFT）实现了对卫星通信业务监测系统中监测信号的频谱分析。频率分辨率的大小直接决定了频谱分析的精度,因此重点研究了DFT的参数选择对频率分辨率的影响,并采用数字移频有效降低了采样频率,提高了频率分辨率,从而提高了对监测信号谱分析的精度。     

数字采集虚拟频率测试系统的设计与实现

利用Visual Basic串口通信技术使单片机与计算机相连接，并且在visual Basic环境下编写数字采集虚拟频率测试系统的程序，实现对数字量信号多种参数的采集、传送、实时测量及显示（频率、周期、脉冲宽度，占空比以及TTL电平采集等）。结果表明，设计具有较准确的测量能力和广泛的实用性，系统成功实现了局域网络远程测量，界面友好。     

弹道辅助的弹载接收机伪卫星信号快速捕获方案

 为实现导航式弹道修正弹在高动态环境下对导航信号的快速捕获且摆脱全球定位系统(GPS)的限制,提出了一个完整的基于伪卫星区域定位系统的弹载接收机信号快速捕获方案。首先利用期望弹道辅助获得多普勒频移初始值以缩小多普勒频移搜索范围,然后采用改进的搜索策略进一步减小多普勒频移搜索时间,最后利用三次样条插值法处理相关谱谱峰及邻近采样点的数据以提高低频采样下粗捕获(C/A)码相位的测量精度。算法分析及仿真结果表明,所提方案能有效缩短多普勒频移搜索时间,提高PN码相位测量精度。     

Simulative technology for auxiliary fuel tank separation in a wind tunnel

In this paper,we propose a simulative experimental system in wind tunnel conditions for the separation of auxiliary fuel tanks from an aircraft.The experimental system consists of a simulative release mechanism,a scaled model and a pose measuring system.A new release mechanism was designed to ensure stability of the separation.Scaled models of the auxiliary fuel tank were designed and their moment of inertia was adjusted by installing counterweights inside the model.Pose parameters of the scaled model were measured and calculated by a binocular vision system.Additionally,in order to achieve high brightness and high signal-to-noise ratio of the images in the dark enclosed wind tunnel,a new high-speed image acquisition method based on miniature self-emitting units was presented.Accuracy of the pose measurement system and repeatability of the separation mechanism were verified in the laboratory.Results show that the position precision of the pose measurement system can reach 0.1 mm,the precision of the pitch and yaw angles is less than 0.1° and that of the roll angle can be up to 0.3°.Besides,repeatability errors of models' velocity and angular velocity controlled by the release mechanism remain small,satisfying the measurement requirements.Finally,experiments for the separation of auxiliary fuel tanks were conducted in the laboratory.     

复杂城市环境下GNSS/INS轻轨轨道中线精密测量方法CSCD

在城市轻轨线路的中线精密测量中,传统的基于GNSS的测量方式往往受高楼、站台、上跨桥及声屏障等复杂环境信号遮挡影响,甚至无法接收到GNSS信号,难以得到满足精度要求的轨道中线坐标;而基于全站仪的测量方式需建立轨道控制网,作业效率低下。为了满足城市轻轨中线精密测量高精度和高效率的需求,采用GNSS/INS轨道中线精密测量方法,基于Kalman滤波将惯导、GNSS数据进行融合,并根据轨道检测仪在轨道上不发生垂向和侧向运动的特点,采用运动约束算法,以提升组合导航系统测量精度。同时设计了基于新息滤波的抗差检测,以剔除定位质量差的GNSS数据。通过将里程计比例因子误差增广到状态向量的方式进行参数估计,以减小里程计测量误差。通过集成惯导、GNSS、里程计等传感器的轨检小车,采集城市轻轨轨道测量数据。经数据处理和对比分析,在GNSS信号较差的复杂场景下能够得到厘米级的轻轨轨道中线坐标,且测量效率大大提升。     

航空制导炸弹挠性SINS/GPS组合导航系统研究

针对航空制导炸弹对低成本、高精度、高可靠性导航系统的需求,利用小型化挠性惯性测量组合(IMU)与高精度、高数据更新率的GPS-OEM板组成高精度、低成本的SINS/GPS组合导航系统。SINS和GPS采用速度、位置综合模式,利用Kalman滤波进行数据融合。最后对该组合导航系统进行了数学仿真试验和车载试验。研究表明,此低成本的组合导航系统具有精度高、成本低、可靠性好、体积小等优良指标。     

基于双频激光干涉仪的角速率检测系统精度分析

为了能够精确检测到测试转台在低速运行下的角速率,设计了一种基于双频激光干涉仪的角速率精度检测系统.首先,对本检测系统各项误差进行机理分析.然后,综合各项误差项建立总体相对误差模型.最终,通过仿真分析得到各个误差因子对相对误差项的影响,为保证检测系统相对精度提供理论依据,能够满足对高精度惯性器件测试转台低速段0.0001(°)/s~1(°)/s速率检测要求.     

FD-09风洞单点腹支撑系统研制

为了在风洞中发展新型的腹支撑方式,基于FD-09风洞现有的下大迎角机构,设计研制了一套新型的单点腹支撑系统。单点腹支撑系统具有系统简便实用、模型设计简单、支撑干扰相对稳定等特点。在地面效应试验中使用布置光栅尺位移传感器的新方法取代了传统的测量方法,大大提高了控制精度和试验效率。风洞试验表明：单点腹支撑系统的试验重复性精度较高,部分指标已经接近国军标的先进指标;单点腹支撑系统的支杆干扰量是稳定的,并且对大部分气动分量的干扰量是小量;与双点腹支撑系统比较而言,单点腹支撑系统具有支杆干扰较小的优势。     

Design of precision balance and aerodynamic characteristic measurement system for micro aerial vehicles

This paper presents the design and validation of a measurement system for the aerodynamic characteristics of micro aerial vehicles. Micro aerial vehicles are very small, have a wingspan of about 100–150 mm, and operate at relatively low Reynolds numbers. A precision aerodynamic balance was designed in order to measure the lift, drag, rolling-moment, and pitching-moment of micro air vehicles, as these parameters are too small to be determined by general-purpose aerodynamic measurement systems. During the design process, the aerodynamic balance was analyzed with the finite-element method in order to produce an optimal design and was calibrated as well. The calibration results and the finite element analysis results were compared and found to be in good agreement and the final design was determined to be acceptable. In addition, a computer-based data acquisition system has been developed to acquire measurement data from the aerodynamic balance. Wind tunnel tests of a 2D airfoil were performed to validate the aerodynamic measurement system. Results of the wind tunnel tests were compared with references and found to be in good agreement. Finally, we measured aerodynamic characteristics of MAV wing model used in Batwing with the developed aerodynamic measurement system.     

测速系统布站对外弹道数据处理精度影响分析

针对目前高精度测速系统布站情况,提出了一种基于测站数据组合的目标参数计算方法,以几何因子(GDOP)为度量标准,建立了布站情况分析的数学模型。通过目标至主站和各副站的夹角情况,构造最小、最大评价函数,同时根据基线情况,建立评价原则,分析其布站对目标参数精度的影响。研究结果可为实时数据的可靠性分析及外测事后数据处理精度分析提供技术支持。     

18位高精度数据采集系统的设计

以应用实例详细介绍了18位高精度数据采集系统的设计过程,阐述了设计中所遇到的问题和实际的解决方法.该实例采用MCS-51单片机控制一款△-∑型A/D芯片进行数据采集,结构简单、成本低、性能可靠、数据接口方便.实验结果表明,该系统在转换速率为50 Hz时,可获得18位数据精度.