摘要：本文设计了一种GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构(vdWH),并用第一性原理计算系统地分析了该异质结构的几何、电子、输运性质。通过结合能、声子谱、从头算分子动力学(AIMD)模拟验证了所构建GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构的稳定性。详细计算了GaSe/ZnS vdWH界面性质中的平面平均电子密度差和平均静电势。结果表明,GaSe/ZnS vdWH是一种直接带隙为2.19 eV,载流子迁移率较高的异质结构。其中,沿x方向的电子迁移率可达1394.63 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),而沿y方向的电子迁移率可达1913.18 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),性能优异,有望应用于电子纳米器件。

摘要：针对目前面向人体胸腔的冲击波超压测试研究较少的问题,设计了模拟人体胸腔的圆筒形靶标,建立了一种嵌入胸腔靶标的冲击波超压存储测试系统,并对冲击波特征参数实时提取技术进行研究。测试系统由FPGA控制,选用ICP型压电式压力传感器,基于已有冲击波存储测试系统的基本功能,结合WiFi技术实现冲击波特征参数的实时提取功能,进行了实验室环境下系统功能检测和外场试验环境下的系统功能验证。结果表明,测试系统能完整记录胸腔靶标所受冲击波压力载荷的数据曲线并实时提取冲击波特征参数,为人体胸腔在冲击波压力载荷下的毁伤机理研究提供了新的手段。

摘要：针对目前存储器使用寿命短、成本高的问题,选择使用国产微控制器GD32降低成本,采用均衡损耗算法延长存储器寿命,设计了大容量数据存储系统。系统以GD32为控制核心,两片NAND Flash为存储介质,通过GD32自带的EXMC接口进行连接,使用两路RS422与上位机进行数据通信,一路传输存储数据,一路进行命令控制,利用上位机控制存储器的状态,通过均衡损耗算法控制NAND Flash块的磨损程度。经过测试,系统存储容量达到32 GB,写入速度达到1 MB/s,NAND Flash使用寿命提高,性能稳定,能够满足长时间使用、大容量数据存储的需要。

摘要：针对导弹飞行后数据记录装置的部分接口受损而无法顺利回读飞行数据的问题,研发了可以高速回读存储芯片片内数据的Flash读写设备,在FPGA内置的LVDS收发器基础上利用Aurora协议设计了每通道速率可达1.5625 Gb/s的高速并行收发链路,以及在串/并转换的基础上设计了传输速度较慢的备用串行读数链路。系统实现了高速读数接口和备用读数接口皆可顺利将Flash芯片片内的数据无丢帧地回读传输至测试台进行评估、分析、利用,具有硬件设计简单、回读数据方便快捷的特点。

摘要：针对传统医用内窥镜系统体积大、成本高等问题,论文设计并实现了基于ZYNQ的内窥镜图像处理系统。系统以Xilinx公司推出的ZYNQ7020为主控芯片,OV6946为图像采集摄像头,OV426为图像解码芯片,FPGA为图像处理端接收RAW格式图像,去除图像坏点后做颜色插值转换为彩色RGB图像,再做白平衡处理还原图像的真实色彩,最后增强图像对比度提高可视效果,图像经AXI总线存储到DDR3中,最后通过HDMI显示。PS端对FPGA进行初始化配置,协助完成图像采集和存储工作。由测试结果可以得出,该系统设计简洁,占用资源少,处理实时性高,图像处理结果满足预期要求,具有良好的应用前景。

摘要：随着通信网络规模不断扩大、业务种类日益繁多以及对通信安全性要求越来越高,传统密码算法已经无法满足现代网络通信需求。如今,众多的通用密码算法体系标准因其各自独特的算法优点而被广泛应用于多个行业,它们已经变成了确保数据传输安全性的关键工具。目前的高级加密标准算法(AES)在处理大数据量时会存在加密效果差、抗攻击性弱等诸多缺陷。针对以上问题,对传统AES加密算法进行了优化,在AES加密算法上加入了Arnold置乱算法,通过分块Arnold置乱提高了加密算法的效果和抗攻击性。最后在ZYNQ板进行了功能验证,结果表明,优化后的AES算法实现了预期的功能。

摘要：针对传统信标机落地后回收效率低、功率损耗大的问题,研制了一种可指示落点位置的新型信标机。在硬件部分,该信标机选用低功耗单片机STM32L431控制GPS定位模块和北斗短报文模块,并对供电电路实时采集。在软件部分,采用组合模型算法预测下一时刻的位置信息,并增加了“休眠工作”模式,实现与“正常工作”模式的循环切换。实验结果表明,组合预测结果和实地结果在经度、纬度和高度方向上的差值均在±25 m内,即落点搜寻工作可在以组合预测落点坐标为中心,维度为25 m×25 m×3 m的空间体内开展,提高了回收效率;双模切换的工作方式将能量损耗降低至传统信标机的64.7%,续航时间延长了11.16 h,具有较高的应用价值。

摘要：为准确测量火炮膛内压力随时间变化的曲线,评估武器性能,论文基于FPGA设计一种多通道高速率宽动态范围的膛压测试系统,对高速、高分辨率和瞬时性需求进行了研究。系统设计选用18位的AD7606C芯片,实现8通道同步采集,且单通道采样率高达1MHz。以FIFO和DDR实现两级缓存,保证数据传输可靠,并通过PCIe总线以DMA的传输方式将数据及时传给上位机处理显示。实验测试结果表明,该系统满足以1MHz采样率多路采集,动态范围可达100dB,总线传输速度达3GB/s,运行稳定,具有实际应用价值。

摘要：电动舵机是现代无人机飞控系统的关键组成部分。针对传统电动舵机系统抑制干扰能力差、跟踪精度低、响应速度慢的问题,提出一种改进优化的自适应滑模控制(SMC)算法。首先,在进行系统建模和实验平台搭建时考虑了外界扰动和摩擦间隙等非线性问题,以此为基础设计了新的滑模面函数;其次,通过重新设计切换控制函数,使舵面偏转角度更加准确,有效的提高了系统的跟踪精度;最后,在系统中引入一阶低通滤波器,有效的消除了控制量抖振问题。并通过FPGA芯片实现了该算法,设计实验加以验证。实验结果表明,与传统PID算法相比,改进的滑模控制算法具有较强的抑制干扰能力和较快的动态响应速度,跟踪误差也有明显的下降。由此可见该算法在解决电动舵机的非线性问题方面具有较强的优势,基本满足舵面偏转的精准控制需求,在无人机产品的生产实践中具有较强的实际应用价值。

摘要：针对铌酸锂单晶薄膜的压电MEMS振动传感器输出电荷信号微弱而难以采集的问题,设计了一种基于集成运放芯片TLE 2064 CDR的信号调理电路。该电路由电荷-电压转换电路(Q-V)、电压放大电路、前置低通滤波电路和后置高通滤波电路构成,旨在实现微弱信号的采集。此外,利用ACT 2000振动台进行振动实验,通过标准电荷放大器和设计的信号调理电路对压电MEMS振动传感器测试。测试结果表明,所设计的信号调理电路与标准电荷放大器的输出有较好的一致性,可以满足5~130 pC的宽输入电荷的采集。当加载加速度范围为5~20 g时,输出电荷和输入加速度之间的线性度好;在输入加速度5 g,工作频率范围为50~2000 Hz时,输出电荷偏差控制在±1.6 pC内,具有很好的一致性。综上所述,该电路具有集成度高,灵敏度好等特点,在微弱信号采集方面具有很好的应用前景。