首先, 针对光电稳定平台滑模控制中普通滑模趋近率对系统造成的抖振、收敛较慢的问题以及对于系统转动惯量摄动的抑制问题, 提出了一种在指数趋近率基础上引入系统状态和跟踪误差的状态误差趋近率, 系统状态点在滑动过程中使误差减小, 从而控制增益逐渐减小, 误差满足允许误差范围内时稳定在原点附近, 减小了抖动, 加快了收敛速度。其次, 又针对光电稳定平台跟踪时框架系统的低速性造成不可避免的转矩扰动, 提出了一种基于LurGre摩擦模型的自适应滑模控制方法, 建立了包含该摩擦模型的机电伺服控制模型。最后, 利用李雅普诺夫函数验证了控制器的稳定性, 通过Matlab仿真加以证明该控制器比传统的控制方法具有较强的鲁棒性和较好的跟踪精度及抗干扰能力。

针对视频信号不兼容, 显示分辨率不匹配的问题, 设计了一种基于FPGA的视频信号转换硬件结构系统。首先通过信号解码模块将输入的视频信号解码, 然后采用地址复用的方式进行控制两片外部存储器件DDR2进行帧频转换, 最后使用查找表的方式实现双三次插值算法对图像进行放缩。提高了代码的复用率, 降低了计算复杂度, 最终实现了将输入信号分辨率范围为640×480到1 920×1 200, 传输协议为VGA、AV、DVI的视频信号, 统一转换成LVDS输出的分辨率为1 600×1 200, 刷新频率为60 Hz, 像素时钟为162 MHz的输出信号。经实验测试, 本系统能够充分满足视频格式转化和分辨率提升的需求, 能够在广泛的应用领域里解决数据传输的格式不兼容问题。

uC/OS-II是一款小巧, 但功能强大的优先级抢占式嵌入式实时操作系统, 它主要特点为源代码开放、程序运行时间确定、硬件资源要求低。文中基于uC/OS-II操作系统, 将从三个方面介绍航天控制器设计方案, 第一方面主要介绍uC/OS-II操作系统底层移植策略, 主要分四个步骤, 其中涉及关键移植文件相关代码编写, 以及与移植目标CPU相关代码编写; 第二方面为板级驱动层设计; 第三方面将详细介绍基于uC/OS-II操作系统的控制器详细设计策略, 将应用层主要分为几项任务, 按照任务优先级分别处理; 最后结合系统需求, 设计上位机测试系统, 对并行的几项任务进行测试。实验结果证明, 系统运行无误, 可实现预期功能。

针对在轨卫星控制器重构时无法使用JTAG烧录, 其工作环境限制而导致更新DSP程序难的问题, 以DSP TMS320F28335为例, 提出一种通过串口方式在线重构DSP控制器的方案; 又由于卫星在轨时DSP控制器有可能被单粒子打翻, 文中提出一种主控程序冗余, 以及定期或指令形式重构主程序的方法, 降低单粒子翻转使控制器失效的可能性。实验结果证明, 该方法简单适用, 运行稳定可靠, 易操作, 可实现DSP TMS320F28335上电后由重构引导程序接管, 解决DSP在轨重构的问题, 有效降低被单粒子打翻的可能性, 可应用于商业航天航空嵌入式领域。

为了满足对探测器模拟信号采集的高精度、低延迟、零相移的要求, 设计了一种基于FPGA的AD信号采集自适应系统。结合工程实际应用, 给出了AD信号采集的时序图及设计流程图, 在基于XILINX公司的Zynq-7000系列的器件上, 由FPGA逻辑实现对AD9653芯片的控制, 确保每一路的模拟信号, 经AD转换后数字信号到FPGA的整个通路不因PCB布局布线的差异而有所不同, 每一路通道上的信号经FPGA内的硬件逻辑资源SelectIO后可自适应, 保证了数据采集的准确性。

作为系统的供电核心, 电源系统需要面对各种各样的噪声干扰, 光电设备有其自身工作特点, 文中结合光电设备的用电特性和多种抗干扰措施的实际应用效果, 说明了光电设备电源系统瞬态干扰抑制需要关注的若干重点。

论述了对一种CPU模块的测试设计, 此测试设计为了检测该种CPU模块的功能和性能。在设计过程中, 首先, 对该CPU模块的功能和性能进行了分析, 并在此基础上, 提出了测试需求, 同时根据测试需求设计了测试方法。最后, 通过对这种CPU模块的功能和性能进行测试和验证, 为设计人员提供了设计和测试建议。

经过千万年的自然进化, 人类形成了以太阳光为基础的生活规律。如果人长期处于恒定单一光色的照明环境下, 极易产生烦闷、乏力、嗜睡、情绪低落、抑郁等生理、心理不适, 从而导致注意力下降、反应迟缓、失误率增加, 严重者还会对专业人员认知功能造成一定的损伤。人工照明应借助智能系统, 建立室内空间的光舒适环境, 降低工作人员疲劳度, 提高工作效率。

针对 LED灯具寿命受温度影响的问题，提出了一种较为完善的优化设计方法。通过对影响 LED灯具寿命因素进行分析，指出温度是影响 LED灯具寿命的关键。重点分析引起 MOSFET发热严重的原因，并提出切实可行的优化方案，即对 LED芯片串并联方式进行优化设计，并进行了试验。实验结果表明，通过改变 LED芯片排列方式，可有效地将 MOSFET的温度降低 10 ℃左右，证明了该优化设计的可行性。

针对磨床、风机等只需要进行单面动平衡测试的机械设备动平衡检测需求, 提出基于STM32F04配合AD7606的信号采集系统, 用于采集和传输由振动传感器所采集到的转子的振动数据, 振动数据通过串口传输传送到STM32F103微型处理器上及上位机, 在上位机上进行数据处理, 用于现场动平衡检测。相对于以前的动平衡检测, 通过在STM32F103内写入动平衡算法, 应用采集系统传输过来的数据进行动平衡计算。将计算所得的不平衡量及其相角数据显示在STM32F103上的LCD屏, 这样除去可以在用于检测的上位机上观察振动值, 还可以通过观察LCD屏实时显示机器的振动值。通过实时显示的振动值判断该机器是否处于正常平衡状态。提早发现设备的异常振动, 进行处理。防止出现更加严重的问题。