弹药装填机器人作业平台仿真系统设计与实现

针对弹药装填机器人作业过程复杂的问题,基于作业任务实用性和可操作性的要求,设计了一种作业平台仿真系统。在深入分析弹药装填机器人作业任务和工作过程的基础上,构建了总体设计方案,研究了仿真系统的稳定性技术,进行了运动控制、数据采集以及传感器精度等硬件部分设计和模块化技术的软件设计,建立了弹药装填机器人仿真系统。仿真结果表明：该设计能够实现对弹药装填机器人的控制和实时作业。     

基于组合函数的弹药装填机器人轨迹规划

针对非确定环境下弹药装填机器人作业过程需满足平稳、连续及实时控制易于实现的要求,提出了基于三次多项式与五次多项式相结合的组合函数的弹药装填机器人轨迹规划方法,并对弹药装填机器人取弹作业进行了轨迹规划和仿真计算,实时得到各关节角度、角速度和角加速度,结果表明:该方法既能保证弹药装填作业过程的平稳性与连续性,又能满足作业轨迹高阶导数连续性的要求.     

基于SOPC的IGBT开关特性实时仿真系统设计

在电力电子装置的仿真研究中,大功率高速开关器件,如IGBT、IGCT等,因开关速度快且电磁特性复杂,多被当作理想器件处理。尽管理想化后,其作为开关器件的功能并未丧失,但在高频电路中,器件的开关特性对系统影响已不容忽视,这种理想的处理方式忽略了器件开通和关断本身的电磁响应,必然导致仿真的可信度降低。为此,分析了IGBT实时仿真的必要性和难点,提出以单周期时延法为基础的优化实时仿真算法,并基于SOPC技术设计了IGBT实时仿真系统。仿真实验结果表明:该系统能够满足IGBT实时仿真的需要。     

IGBT开关瞬态实时仿真模型

针对绝缘栅双极性晶体管(IGBT)的开关动态特性,通过分阶段分析IGBT的开通过程和关断过程,并基于函数拟合算法实现了IGBT开关瞬态特性的建模。同时,应用FPGA设计了模块化的了IGBT实时仿真模型,并对该模型进行了性能分析。仿真与实验结果对比验证了该模型的有效性和可行性。     

面向作战仿真的导引头动态成像过程模拟方法研究

作战仿真技术被广泛应用于体系仿真、武器装备研制论证以及作战效能评估,在反舰作战仿真过程中,经常需要模拟红外制导导弹对目标进行探测、追踪制导以及毁伤评估,均涉及目标区域红外图像动态生成。通过分析海上目标红外特性建立了舰船红外辐射模型,对导弹飞行中动态获取目标图像过程建立了导引头动态成像模型。基于国产数字地球仿真引擎研究了作战仿真中导引头红外成像过程模拟方法,开发了海上作战对抗仿真系统并实现了不同弹目距离、不同攻击方位的红外目标图像模拟。结果表明,提出的导引头动态成像过程模拟方法能在导弹飞行过程中对不同战场环境、不同作战目标进行实时红外成像模拟,从而为作战仿真推演提供支持。     

自主空中加油分布式仿真系统设计

针对无人机自主空中加油技术研究过程中对于实时的数字/半物理仿真的需求,基于ZeroMQ和C++/Qt设计开发了自主空中加油分布式仿真系统。首先,对分布式仿真系统的仿真通信网络进行设计;接着,设计了分布式仿真系统程序框架,并定义了管理节点和仿真节点两类节点;最后,基于ZeroMQ和C++/Qt对上述设计内容进行实现。该系统能够实现对于自主空中加油过程的实时仿真,并为半物理仿真留下了方便的接口。     

弹上信息处理器闭环模飞系统的研制

弹上信息处理器是导弹电子系统的关键部件,为满足弹上信息处理器研制过程中的闭环实时模飞需求,基于Vxworks实时操作系统技术,实现了基于PCI总线仪器的实时闭环模飞系统.为有效地提高仪器的集成度,仪器模块采用FPGA作为主控制器,基于可编程片上系统(SOPC)技术,实现了带有DMA控制器的PCI接口、HDLC串行通讯协议以及对输入输出开关量的控制.应用结果表明:该设计实现了高效灵活的闭环实时模飞系统,能满足弹上信息处理器不同研制阶段的测试需求,便于更新和扩展.     

基于图像处理的火焰检测算法研究

简要介绍了火焰检测系统构成和火焰燃烧特性,并根据全炉膛火焰的燃烧特性,从火焰图像中提取了反映炉膛火焰燃烧状态的特征量.最后,通过对火焰图像的处理及对火焰检测算法的分析与研究,利用计算机仿真得出火焰图像特征量与燃烧状态的关系,提出火焰燃烧稳定性判据.该算法能够实时、准确地检测全炉膛火焰的燃烧状况和炉膛中心火焰偏移情况,为...     

实时数字场景仿真系统研究与实现

开发在实验室里测试导引头信息处理机的实时数字场景仿真系统已经成为了图像制导武器发展的迫切需要。介绍了一个由高性能PC机和PCI插卡构成的实时场景仿真系统,描述了该系统的工作流程和系统结构,以及软件和硬件等主要组件的工作原理和实现方法,试验结果表明系统能够满足实际应用的需要。     

轰炸瞄准具真空速计算机构的仿真

应用基于动态基点测量的数字式自适应补偿技术,消除了各种干扰因素对供电电压的影响,使真空速的数字量驱动信号自动适应供电电压的变化,实现了轰炸瞄准具真空速传感装置的精确模拟;用表征真空速的数字量驱动信号,取代原实装设备的模拟量电压驱动信号供给计算机构,并使仿真信号与实装模拟信号兼容.仿真结果和实际应用表明,该系统具有仿真精度高、稳定性好等特点,能广泛地应用于领航轰炸模拟器的瞄准具上.     

基于全站仪最佳布站的调炮精度检测方法

针对目前缺少火炮调炮精度检测方法的现状,提出了一种基于全站仪最佳布站的调炮精度检测方法,建立了全站仪测量系统的数学模型,推导了调炮精度检测方法的解算公式,根据火炮调炮范围确定了调炮精度检测中的测量区域,得出全站仪测量系统对于整个测量区域的测量不确定度,结合某型火炮设计了画图法优化过程,得到全站仪测量系统的最佳测量布站位置。精度仿真试验表明,该方法可对调炮精度进行检测,使最佳布站测量系统的精度高于随机布站的精度。     

“下反”式炮长微光瞄准镜稳像系统的设计与实现

针对“下反”稳像式炮长瞄准镜只能稳定昼视光路,而不能稳定微光夜视视场的问题,设计了独立的电子稳像系统。采用AVR单片机设计了信号采集模块,利用外部中断实时获得炮长瞄准镜中陀螺仪输出信号,并用动态循环法控制数码管准确显示。设计DSP电子稳像模块通过串口中断与AVR单片机通信,将陀螺仪信号换算成图像的运动矢量,然后采用平移变换模型对图像的抖动进行补偿。为了检验稳像系统的性能,进行了微光瞄准镜稳像实验,结果表明：电子稳像系统能够较好地稳定微光夜视图像,提高了炮长夜间观察瞄准目标的能力。     

非接触式坦克炮控系统性能指标检测方法

提出了采用图像处理技术实现坦克炮控系统性能指标的非接触式检测方法。系统通过检测激光光斑中心来获得火炮的运动轨迹,并据此分析、计算和判断炮控系统的性能指标是否合格。整体上提高了炮控系统检测过程的自动化程度。     

安排过渡过程在坦克炮控系统中的应用研究

分析论述了坦克炮控系统的基本结构以及数学模型,提出、设计了坦克炮控系统安排过渡过程的控制方法,并进行了数值仿真。结果表明,该控制方法能较好解决快速性和超调量的矛盾问题。并使得被控对象的参数可调范围变大,控制器的鲁棒性增强。     

某型坦克炮控系统数字化与随机最优控制实现

针对坦克炮控系统器件性能离散性大、温漂严重、实现现代控制算法困难等问题,采用DSP为控制核心,嵌入机内测试单元(BIT)和相应的外围电路,在现有系统各项指标参数的约束下实现某型坦克炮控系统数字化改造。在此基础上,引入随机最优控制算法和浮动基准坐标轴的系统设计方法,实现系统稳定精度、跟踪精度和火炮射角装定精度同时提高。为该型坦克全车数字化和在线故障诊断提供了底层支持。     

基于SVPWM控制技术的高炮随动系统仿真

小口径高炮随动系统的特点是体积小、重量轻,要求反应迅速、控制精度高,采用交流驱动模式及直流驱动模式各有其优缺点,分析了基于SVPWM控制技术的永磁交流同步电机(PMSM)在小口径高炮随动系统中的应用。利用Simulink仿真语言,构建某型小口径高炮随动系统SVPWM控制技术仿真模型,对其控制过程进行仿真分析。仿真结果表明,采用SVPWM控制技术,在小口径高炮随动系统结构趋于小型化、重量减轻、体积缩小的前提下,响应速度快、控制精度高,能够满足战技指标要求。     

战车火控仿真评估系统仿真控制与测试分系统设计

战车火控仿真评估系统是为适应新装备的预研与研制、现装备的技术改造、部队的技术保障需要而产生的,这一系统是综合有火控系统、指控系统和电子综合化系统的半实物仿真与性能评估试验平台,而其中的仿真控制与测试分系统又是重要组成部分,起着仿真控制、数据处理、传输等重要作用.在分析仿真控制与测试分系统功能的基础上,确定了仿真控制与测试分系统基于CAN总线的分布式设计方案.     

基于图像分析的弹丸“出膛时刻”检测算法

现代高炮武器系统在对红外目标进行连续性高炮射击时,首发弹丸的尾焰会对红外观测系统造成严重干扰,会导致红外观测系统短时间内无法观测到目标位置,带来后续弹丸无法精确打击目标等问题。利用红外图像分析技术通过对弹丸出膛时的红外图像特征进行分析,提出了一种基于红外图像分析的弹丸出膛时刻检测算法,从而相对精确地测定出首发弹丸的出膛时刻,为更精确测定弹飞时间和提高武器系统的命中率提供了理论依据和方法支撑。实验结果表明:提出的算法能够相对精确地测定弹丸出膛时刻,算法具有一定的可行性和有效性。     

地炮火控系统一次调炮的实现

现代战争是速度战 ,要求速战速决。实现一次调炮能缩短地炮火控系统的调炮时间 ,提高整个武器系统的反应速度和战斗力。对地炮火控系统的一次调炮模型和控制方法作了介绍。通过一次调炮与二次调炮的比较 ,进一步证明了一次调炮的先进性。一次调炮模型适应任何压制兵器系统。     

全电式炮控系统非线性特性及其控制策略

全电式炮控系统是一个强本质非线性的复杂系统,内部存在齿圈间隙、弹性形变、摩擦力矩、参数摄动和外界扰动等不确定非线性因素,造成炮控系统出现稳态＂牵移＂,驱动死区、延时与振荡,低速＂爬行＂和高速调炮＂超回＂等一系列问题,成为制约系统性能进一步提升的瓶颈问题。分析了全电式炮控系统的特点和结构组成,论述了系统内部各种非线性因素及其对炮控系统性能的影响,在此基础上探讨了近年来炮控系统非线性补偿控制的研究进展和今后的研究方向,为提高炮控系统性能提供了新的技术途径。