Xilinx ISE结合MATLAB对数字系统进行联合设计与仿真方法

文章介绍一种Xilinx ISE结合MATLAB对数字系统进行联合设计与仿真的方法,这种方法通过MATLAB来完成数字系统的原理方案仿真、分模块设计仿真和系统参数获取;在Xilinx ISE FPGA设计软件中编写VHDL语言程序来实现具体设计;在ModelSim波形仿真软件中进行波形仿真;通过比较Xilinx ISE与MATLAB的仿真结果差异来实现硬件模块的功能验证、模块内参数的调整和系统功能的直观验证;最后以某一设计实例介绍了该方法的具体应用。     

iSystem IDSSVP集成数字化系统仿真与验证平台

正iSystem IDSSVP集成数字化系统仿真与验证平台采用模块化设计、组件动态配置及分布式体系结构等技术,集成了虚拟目标机、多种真实物理目标系统、Matlab/Simulink模型及各种测试、验证工具,实现系统的快速原型验证、硬件在环测试、全数字仿真及系统测试与验证等功能,可广泛应用于航空航天/国防军工、汽车电子、医疗电子及轨道交通等行业对实时性、安全性及可靠性要求比较高的系统的仿真、开发与验证,大大缩减系统研制周期、减少系统研制费用同时提高系统可靠性与安全性。     

基于数字孪生的航天电推进器优化设计方法

针对以引力波探测为代表的空间科学任务和以“国网星座计划”为代表的商用卫星网络任务对推进器的特殊需求，本文提出了一种基于数字孪生的推进器优化设计方法。该方法首先建立由机理模型模块和测试数据集模块组成的数字孪生体。机理模型模块依据推进器的物理过程建立模型，对难以测量的数据进行仿真模拟；测试数据集模块通过实验对推进器进行测试，依靠测试数据建立可测参数的数学模型。将数字孪生体与实验进行对比，通过对比结果反馈调节机理模块从而不断提高孪生体的准确性，最终为优化设计提供依据。结果表明：(1)该方法能够构建微波离子推进器的数字孪生体；(2)该数字孪生体的预测结果存在一定差异，通过分析发现该差异与机理模型的精细度以及测试数据集的数据量有关。     

磁悬浮飞轮用BLDC系统的仿真方法与实验分析

对以数字信号处理器(DSP)为控制器的磁悬浮飞轮用无刷直流电机(BLDC)系统,提出了一种在Matlab/Simulink中新的仿真方法,并通过实验,分析了该方法的有效性和适用性。通过构建各种功能模块,如无刷直流电机模块、三相逆变桥模块、逻辑换相模块和控制模块,实现了仿真方法;通过使用C MEXS-函数和子系统封装等Simulink模型优化技术,提高了仿真精度和速度。最后仿真和实验结果吻合较好,表明该仿真方法较为正确,对磁悬浮飞轮用BLDC系统的分析和设计具有重要的实用价值。     

分数阶控制器实现方法研究

研究了分数阶控制器的模拟和数字实现方法,其中数字实现是重点。数字实现是通过构造一个新的IIR型数字滤波器来对函数的分数阶微积分计算进行近似求解,然后对该滤波器进行连分式展开来完成的。以PID控制为例进行的数值仿真结果表明,用此方法设计的离散分数阶PID控制器比传统离散整数阶PID控制器具有更优的控制性能,同时也验证了该数字实现方法的正确性与可行性。     

MBOC数字中频调制的FPGA实现

MBOC（6，1，1／11）调制是Compass系统与GPS和Galileo系统互操作的信号调制方式。文章采用FPGA实现了MBOC的数字中频调制，通过将FPGA实现的数据与Matlab仿真数据做比对，分析了由于量化带来的信号波形的幅度、功率谱密度和自相关函数等方面的误差。结果表明，采用14位量化时带来的误差很小，可以满足导航信号的设计要求。     

数字信道化内插结构的一种推导方法

介绍了数字信道化内插结构的一种简便推导方法,该方法直接从第k个信道的内插结构开始推导。采用该方法推导了数字信道化的一种典型内插结构。对推导出的内插结构进行了Matlab仿真,验证了该方法的正确性。     

狭义数字孪生卫星构建应用平台的开放性研究

分析了国内外基于模型的系统工程、体系工程、数字孪生和数字工程在卫星工程上的发展过程，从系统论的角度提出了狭义数字孪生卫星的概念，不同单位、不同人解决不同问题时，要根据问题的需要，调整各组成部分的仿真粒度，形成研究问题的数字工具。这些数字工具都具有系统完整性，都是数字孪生卫星概念的实例化外延。提出了用所有岗位构建应用和交流成果的总工作量来度量数字孪生卫星构建应用平台开放性的概念，分别从建模和使用模式、星上源代码一致性、卫星集群多平台分布式仿真3个方面给出了平台的开放性度量准则。针对软件平台开放性设计目标，论述了数字孪生卫星构建应用平台专用的开放性设计技术，包括软件层次模块划分、多粒度模型库、建模和模型管理工具包。通过工程实践案例，证明了开放性度量准则可以有效评估数字孪生卫星建模和模型管理的总工作量，为各单位的平台设计和研制过程的各种决策提供依据。     

高速QPSK数字解调器的Simulink建模仿真

介绍了QPSK数字解调器的基本原理与实现方法；讨论了使用Simu—link对高速数字解调器进行系统建模与动态仿真的方法。     

一种新型星载QPSK调制模块的设计

调制模块是光学遥感卫星、微波遥感卫星及载人航天数据传输系统中必不可少的一部分，同时QPSK调制也是星载输出传输系统中最常用的调制方式。文章介绍的新型QPSK调制模块创新点在于：1)使用微带到槽线的过渡结构实现巴伦的功能及调制的功能，使调制模块达到更优的幅相指标；2)采用基带数据通过微带线通孔传输数据的方式代替金带压焊的方式，避免了金带压焊环节带来的人为风险；3)采用1/4波长电桥的设计方法替代Lange桥实现载波相位相差90°功分的功能，解决了Lange桥电装过程中金带压焊困难的问题。在设计过程中，采用场路联合的仿真设计方法，从阻抗匹配和场模式两方面对该结构进行了分析，应用Advanced Design System和Computer Simulation Technology联合仿真对电性能进行仿真优化，实现了QPSK调制电路良好的幅相特性和匹配特性。目前，该创新型设计方法已应用于工程化的调制模块设计中，在提升调制模块模块的性能的同时降低了生产制造难度。     

GPS中频信号处理的Simulink实现

基于M atlab/S imu link软件,设计实现了GPS接收机的核心部分之一的数字中频信号处理模块的仿真模型。模型可实现中频信号的捕获、跟踪和解调处理。给出在所模拟的信号源输入条件下的处理结果,结果表明模型的设计正确可行。模块可以为各种新的GNSS高性能信号处理方法的设计和评估提供一个可视化的研究平台。     

基于双相关峰检测的C/A码伪距精密估计

采用软件无线电技术和数字信号处理技术，直接对A／D变换后的中频信号进行处理，并得到C／A码的相关曲线。利用曲线拟合方法对相关峰波形进行拟合，进一步确定相关曲线的峰值点位置。同时基于双相关峰检测的伪距估计方法，精确求解C／A码伪距观测值。利用自编的仿真程序包，在Matlab中进行了相应的模拟计算。仿真结果表明当信噪比大于26dB时，可得到毫米数量级的伪距估计精度，能够满足GPS模拟源系统高精度自校的要求。     

距离一速度同步拖引干扰的数字实现方法

距离-速度同步拖引干扰是对抗PD雷达的有效方法.讨论基于正交双通道DRFM的距离-速度同步拖引干扰的数字实现方法,设计了一种干扰控制器的FPGA实现方案,并给出两个核心模块(延时模块、移频模块)的具体设计.最后给出了仿真分析结果.     

基于数字波形合成的PCM/FM调制技术

随着无线通信向数字化、软件化发展,采用软件无线电技术实现各种通信功能成为目前研究的热点。在广泛应用的PCM/FM遥测体制中,PCM/FM调制模块也可采用基于软件无线电的数字方法来实现。相比于模拟技术,数字技术可以改善模拟锁相调频电路的低频响应特性,有利于增强系统的稳定性和灵活性,并能有效地提高传输效率和保证传输性能。在PCM/FM调制的数字化实现方案中,结合了直接波形合成(DWS)及数字上变频(DUC)技术,以DSP为核心,通过软件算法将PCM信号分解为基带I、Q(同相、正交)信号,I、Q信号分别与各自的载波相乘后相加形成正交调制数据流,然后经过D/A转换得到正交调制模拟信号。其中的软件算法部分采用MATLAB语言进行全精度仿真及验证。     

基于无线信道仿真仪的双星定位半实物仿真

构建无源电子侦察双星时差频差定位系统半实物仿真平台,以雷达及通信信号为侦察对象,采用无线信道仿真仪模拟产生两颗同轨卫星接收地面同一目标辐射源发射信号,通过数字接收机VPX机箱中的两块板卡同步接收信号数据,进行实时处理。实验表明,构建的半实物仿真平台,与纯数字仿真相比,能够准确、实时、有效地反映双星时差频差定位系统的性能。     

基于Simulink的导弹控制系统参数优化设计

介绍了用Simulink对导弹控制系统进行设计和仿真的步骤和方法。以某导弹俯仰通道控制系统设计为例,应用最优化技术,通过建立被优化系统的数学模型和选择合适的最优化求解方法,利用Simulink Response Optim ization模块对导弹控制系统设计参数进行了优化设计。研究结果表明:设计出的导弹控制系统具有良好的动静态性能,很好地满足了战术技术要求,证明了应用计算机辅助优化设计技术可以在短时间内设计出性能优良的导弹控制系统。     

空间机器人在轨更换ORU的力/位混合控制方法

针对ORU在轨更换任务,首先推导了空间机械臂末端自由、末端与环境接触等情况下的动力学方程,并提出了相应的接触力计算方法;其次,改进了传统的R\|C控制方法,采用加权选择矩阵代替原有的选择矩阵,实现了力控制与位置控制之间的平滑切换;最后,开发了基于Matlab/Simulink的闭环控制仿真系统,该系统由多体动力学、接触动力学、轨迹规划、力/位混合控制、3D显示等模块组成。利用该系统开展了ORU转移与安装过程的闭环控制仿真,仿真结果校验了所提方法的有效性。     

基于HLA的电子对抗仿真系统成员设计研究

采用HLA体系结构对电子对抗仿真系统框架进行了设计。同时提出了用于设计成员的原子模块排列组合的方法,使得设计的HLA对外接口更加灵活,并采用此方法对仿真系统的兵力成员进行了详细分析设计,获得了所有兵力成员的原子模块,完成了电子对抗仿真系统各成员的接口设计,使得复杂的仿真系统被简单化,同时使系统具有更强的扩充性,成员具有更好的重用性。