2022年第53卷第3期文章目次

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  • 1  面向机载应用的领域专用加速器研究
    王荣阳,曲国远,童歆,陈昊,李威,徐佩园
    2022, 53(3):01-08. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.01
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 1.60 M](3)
    摘要:
    机载环境下数据处理规模的剧增以及人机混合智能的应用使得传统的以CPU 为核心计算单元的架构 已不能满足计算需求。在满足延时、精度等指标的情况下,选用高能效的处理器或处理器组合来快速准确地处 理这些数据成为机载计算领域面临的重要问题。按照常规处理器、领域专用加速器两大类型对各自主要代表性 处理器的架构特点进行了分析和总结,得出了各类处理器在机载情况下的主要适用场景和应用情况。根据领域 专用的设计思想开发了面向数据关联应用的专用加速器,对数据关联算法中的统计距离计算和分簇处理这两个 计算瓶颈进行了定制化的加速设计,并在基于FPGA 的平台上进行了测试验证,结果表明,加速器对于统计距 离计算的加速效果约为FT2000/4 单核性能的10 倍,对于分簇处理的加速效果约为FT2000/4 单核性能的3 倍, 整体运算速度相比FT2000/4 处理器的单核提升了5 倍。
    2  一种便携式机载数据采集设备遥测检测仪设计与实现
    肖刘
    2022, 53(3):09-14. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.02
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 951.90 K](6)
    摘要:
    飞机外场试验和飞行训练的需求使得采集系统成为飞机的重要设备。为检测外场环境下某型飞机上 的采集系统的工作状态,本文以便携式计算机为硬件基础,以Qt 为软件平台,针对某型采集系统设计了地面 遥测检测专用设备,实现了多类数据的实时解析。检测结果表明,该设备具有数据处理能力强、安全可靠性好、 易维护等优点,能够为某型飞机上的某型采集系统检测提供工程保障。
    3  基于Hybrid State A* 与增强安全管道的直升机低空航迹规划
    刘冰,方元,高世奇,廖文韬,赖梓航,罗灵鲲,胡士强
    2022, 53(3):15-24. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.03
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 1.62 M](3)
    摘要:
    直升机低空突防已逐渐成为现代空战察打任务的核心,而低空航迹规划算法是实现该技术的关键。 尽管现有的航迹规划算法已经被应用于实际低空突防任务,但基于“前端- 后端”式的传统航迹规划算法依然 存在规划航迹机动执行性差与复杂动态场景下易碰撞的缺陷。针对上述问题,本文提出一种基于Hybrid State A* 与增强安全管道的改进算法。首先,基于Hybrid State A* 算法的联合轨迹优化,可以在状态空间中完成兼 顾直升机机动特性的初始航迹高效搜索,有效保证直升机航迹的可达性。其次,基于初始航迹膨胀的增强安全 管道,将后端航迹优化参数限制在安全的可行域内,进而有效提升复杂动态场景下规划航迹的安全性。在实验 环节,本研究结合ROS 机器人仿真环境与Rviz 数据可视化工具完成仿真验证,通过算法间的综合对比实验, 论证了本研究所提算法对规划的航迹机动性与安全性有明显的提升。
    4  基于压缩感知的嵌套FDA 雷达距离- 角度联合估计
    庞帅轩,张中方,郭岩
    2022, 53(3):25-32. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.04
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 1.95 M](6)
    摘要:
    针对频率分集技术,与非均匀阵列、压缩感知理论相结合,实现目标距离- 角度的联合估计。通过 频率分集技术提高信号空间自由度,将距离参数引入导向矢量矩阵,实现距离- 角度参数的联合。并结合嵌套 阵列,显著提高雷达阵列孔径。该方法针对嵌套阵虚拟阵列流型矩阵的优化过程导致的秩亏缺问题,传统的空 间平滑算法会以牺牲部分阵列孔径为代价将单快拍问题转化为多快拍问题,采用正交匹配追踪算法可以实现单 快拍下的高精度参数估计,避免了空间平滑技术对阵列孔径的影响。并通过压缩感知理论的应用降低信号维度, 减小了计算复杂度。
    5  基于管制语音指令识别的防跑道侵入安全告警策略设计
    张震亚,黄琰,王振飞
    2022, 53(3):33-39. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.05
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 492.75 K](2)
    摘要:
    传统场面监视管理系统通常采用基于电子进程单操作和场面目标态势识别的防跑道侵入安全告警设 计策略,无法判别和保证管制语音指令与电子进程单操作之间是否具备一致性,某型空管场面监视管理系统尝 试在引入管制指令识别功能的基础上重新设计防跑道侵入安全告警策略,为实现更准确高效的防跑道侵入应用 提供了解决方案。
    6  航空电子嵌入式计算建模仿真方法研究
    朱国锋,陈昊
    2022, 53(3):40-46. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.06
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 1.02 M](3)
    摘要:
    航空电子系统经过数十年的演进,正朝着更加开放、灵活、智能的方向发展,同时也不断面临新的 问题和挑战, 需要在功能复杂度不断提升的前提下实现资源的高效分配,保证系统的实时性与可靠性。通过分 析机载嵌入式计算特点,基于模型的系统工程理论的同时结合形式化建模仿真方法,针对典型嵌入式计算平台 场景中的组件开展基于模型的设计方法研究与应用。该方法能够清晰描述航电嵌入式计算的时间关键性特征, 有效辅助设计和论证工作,降低研发周期、提升设计的可复用性。
    7  一种提高通用处理模块数据完整性的设计方法
    朱启昌,郭锦铠,于乐
    2022, 53(3):47-52. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.07
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 464.96 K](5)
    摘要:
    航空电子产品中为了满足高安全等级应用的驻留需求,通用处理模块的数据完整性指标需要达到 Level A(10-9)级。基于当前元器件的可靠性和产品设计的复杂度,产品的数据完整性一般在10-3 到10-5 的水平, 无法满足产品的设计需求。本文提出了一种基于数据锁步的设计方法,该方法可用当前的软硬件资源在工程项 目中设计出满足高完整性要求的产品。
    8  基于TMS320F28335 的一种多机多通道通讯方法的设计
    杨舟,蔡冬生
    2022, 53(3):53-58. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.08
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 395.02 K](4)
    摘要:
    TMS320F28335 是TI 公司的一款数字信号处理芯片,具备丰富的外设接口,器件可靠性强,在机载 机电、接口、控制领域得到应用。面对嵌入式控制器多机通讯的需求,使用TMS320F28335 的McBSP 接口和 DMA 功能设计一种时分复用的多机多通道通讯方法,硬件接口直连,软件通过DMA 自动完成帧数据收发, 避免通讯对DSP 内核的占用,实现一种经济、可靠的多机通讯方案。
    9  水下航行潜艇尾流特征仿真建模方法
    成建波,李涛
    2022, 53(3):59-64. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.09
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 1.57 M](2)
    摘要:
    潜艇的物理特征是航空反潜传感器搜索潜艇的主要依据, 对潜艇特征进行准确的仿真建模能够实现 对潜艇的有效分析。本文以水下航行状态下的潜艇为背景,基于潜艇外部环境和内部工况因素,提出了一种尾 流特征仿真建模方法。通过仿真建立了潜艇内波尾流特征仿真模型和热尾流模型,仿真结果表明,所得模型从 雷达目视和红外探测两个维度模拟了水下潜艇的尾流特征,能够有效反映水下航行潜艇尾流特征。
    10  一种基于反激变换器新型掉电保持电路的设计与分析
    邰永红,苍胜,刘波
    2022, 53(3):65-68. DOI: 10.12175/j.issn.1006-141X.2022.03.10
    [摘要](0) [HTML](0) [PDF 612.93 K](1)
    摘要:
    本文通过对民用机载设备小功率电源的需求分析和标准解析,总结了传统设备内单独设计掉电保持 电路的优缺点,设计一种基于反激变换器的掉电保持电路,通过分析与测试,验证了该方案的有效性,满足机 载设备的应用场景。

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