基于高频时钟驱动的CPLD超声相控发射电路仿真设计

对各阵元发射延时电路的精确控制是相控阵超声发射波束形成中的关键环节。设计了一种基于250 MHz高频时钟驱动的可编程逻辑器件(CPLD)高精度相控发射电路,通过使用格雷码计数器和流水线优化处理最终实现4 ns的相控发射分辨率。仿真结果表明,该相控阵发射电路能够达到很好的相控发射精度。     

基于带限随机信号相位谱的分数延时估计方法

传统延时估计方法的精度受采样间隔的限制。为提高精度,提出一种新的适用于宽带信号的分数延时估计方法。该方法将周期图法与抛物线插值应用于带限随机信号的互相关谱,可以获得连续的延时估计。文中通过一系列仿真实验对该方法与其他分数延时估计方法的性能进行比较。结果表明,该方法的性能优于其他估计方法,在信噪比较高的情况下,可以接近克拉美罗下界。由于发射信号具有宽带和随机的特点,该方法适用于低截获概率雷达。     

3-D Spidergon:一种延时优化的通用三维片上网络拓扑生成方法

提出一种基于Spidergon的通用三维拓扑结构及其拓扑生成方法.该方法在三维拓扑结构原型基础上,通过该拓扑的延时模型建立拓扑结构和延时时间的关系,并以此确定最小化延时时间条件下的拓扑结构.同时设计了针对该结构的自适应路由算法.该算法以纵向路由为优先方向,通过自适应寻找源节点和目的节点的等效最短路径提高网络吞吐量.仿真结果表明,同等规模的3-D Spidergon 与3-D mesh结构相比,在网络近似饱和的情况下,该拓扑的延时时间比3-D mesh低17％,吞吐量高16.7％.     

用于多峰函数优化的改进跳跃基因遗传算法

跳跃基因是维持生物大脑神经细胞多样性的主要原因,因此在遗传算法中引入跳跃基因操作能够提高算法的全局搜索能力。然而,标准跳跃基因遗传算法的随机跳跃过程容易破坏较优性能染色体的基因。针对此问题,提出了一种改进跳跃基因遗传算法。在改进方案中,适应度越高的染色体上的跳跃基因,能以越高的概率朝性能比它差的染色体上跳跃,以提高进化速度。并且,在适应度函数中引入密度函数,以保持染色体的多样性。通过对经典多极值测试函数的寻优仿真表明,改进跳跃基因遗传算法能够更有效地提高遗传算法对复杂多峰函数最优解的求解速度与精度。     

片上网络体系结构仿真和性能分析

片上网络(Network on chip,NoC)是复杂片上系统(System on chip,SoC)设计中通信问题的解决方案.本文介绍了多种NoC体系结构,并提出了一种基于OPNET的高层次建模和仿真方法,以根据平均延时和吞吐量评估体系结构性能.本文在不同通信负载和通信模式下对NoC体系结构进行了仿真实验,对比分析的实验结果可为特定应用的NoC设计中选择最佳互连体系结构提供依据.最后通过MPEG4解码器映射到各种NoC体系结构的应用,进一步证明了该仿真评估方法的有效性.     

月球返回舱跳跃再入弹道特性分析与优化设计

对月球返回舱跳跃再入大气层的初始再入段弹道特性与过载约束下轨迹优化问题进行了分析。首先介绍了跳跃再入的基本概念与优点,对不同再入角、不同升阻比情况下初始再入段的弹道特性进行了分析。然后采用庞特里亚金极大值原理以总吸热量最小为优化目标,对过载约束下再入轨道的初始再入段进行了优化设计,给出了升力系数的最优表达式。仿真研究表明,该方法能有效地降低飞行过程中的过载。     

导引控制延时对追踪捕获性能影响的研究

在深入分析国内外有关追踪捕获性能研究成果的基础上，就导引控制延时对捕获能力影响的新内容进行了专门研究。在对理想的、无延时假设下获得的理论成果进行系统分析与仿真研究的基础上，采用仿真计算的方法，从捕获概率和追踪过程两个方面，对导引控制延时与导引捕获性能的关系进行了系统研究与分析，获得了关于控制延时对追踪捕获能力和具体追踪过程影响的研究成果。指出如果控制延迟不大于0．02s．对捕获性能没有明显影响。可为导引内回路设计提供参考。     

整周模糊度动态快速求解

初始整周模糊度的求解是利用GPS载波相位进行测量时的关键问题，本文提出了一种初始整周模糊度在航快速解算方法，该方法由低阶Kalman滤波器和基线约束条件来实现，利用Kalman滤波器动态递推的特性可以实现模糊度的动态解算，由基线约束条件可以有效地剔除不合理模糊度组合，文中对所提出的算法进行了理论推导，并进行了计算机仿真和实测数据分析，仿真和实验结果表明，该算法计算量小，快速准确，适合整周模糊度的快速动态求解。     

基于FPGA的火箭发动机多路时序点火系统设计

传统固体火箭发动机测控电路采用固态继电器或PLC控制,响应时间长、时间控制精度低,同步性不高,针对某固体火箭发动机多路时序点火测控信号同步性要求,以FPGA为核心架构,计算机、硬件调理电路等部分组成通用火箭发动机测试平台,设计点火时序控制系统,对点火、采集系统同步触发、设备启动等多路信号进行时序控制。FPGA设计部分主要有3个模块组成:计数器模块,NIOSII模块,计数比较输出模块。计数器模块控制时间延时,NIOSII模块控制通信部分,计数比较模块控制信号输出。系统使用50 M的有源晶振,设计中FPGA内部的逻辑线路延时为ns级别,基本能满足μs级的延时要求。经测试结果表明多路同步时序精度达到ns级,实验使用Modelsim与Quartus II进行联合仿真,仿真的结果与实际测量的结果相吻合,点火同步信号误差为5.8 ns,满足发动机点火复杂时序控制要求,满足了多级多参量发动机点火时序要求,并得到成功应用。     

加跟刀架的细长轴车削加工尺寸误差的仿真

为探索跟刀架的作用机理,开发了一个联合模型用以仿真细长轴车削尺寸误差的形成过程。该模型由3部分组成:切削力统计模型、工件变形模型及尺寸误差的几何分析。值得注意的是,切削力与实际切削深度间存在耦合效应,因此切削力不能直接求得,这里采用二分法进行迭代运算来解决此问题。最后,通过一系列试验对仿真模型进行验证,结果表明仿真值与实测值比较一致。由仿真结果可知,跟刀架刚度对细长轴中部尺寸误差的影响最显著,而降低这个部位的尺寸误差也是细长轴车削的难点所在,因此,改进跟刀架结构是提高尺寸精度的有效途径。本文的主要贡献是在建立跟刀架的力学模型的基础上分析了影响细长轴车削尺寸误差的主要因素。     

基于置换群的可逆逻辑门网络级联

n输入n输出可逆逻辑门的级联构成一个群,它与对称群Sτ同构。本文研究了生成Toffoli门集合的可逆逻辑门数的特点,证明了任意置换Sn可以由n-轮换δ和一个置换τ=（ij,ik）生成,同时证明了相邻2一轮换可由至多两个NOT门在不增加额外信息位的情况下生成。最后提出了一个基于上述理论的可逆逻辑门网络级联算法,并通过实例验证了该算法的正确性。     

X线乳腺图像中微钙化检测的快速排除无病变区域法

介绍一种通过去除数字化乳腺x线照片中的无病变区域（TNR）间接地获取感兴趣区域（ROI）的方法。该方法可通过3个步骤来实现：（1）将图像划分为若干个不重合的相等大小块，并为每块计算5个特征；（2）通过域值法进行粗分析，排除肯定不含有病变的块；（3）使用代价敏感的支持向量分类器作更精细的分析，以进一步排除肯定不含有病变的块。在真实的数字化X线乳腺照片上的实验表明：该方法可以有效地去除高达81．71％的无病变区域。     

全并行结构FFT的FPGA实现

提出了一种基于FPGA实现的全并行结构FFT设计方法,采用X IL INX公司最新器件V irtex II P ro,用硬件描述语言VHDL和图形输入相结合的方法,在ISE 6.1中完成设计的输入、综合、编译及布局布线,并用M od-e lS im和M atlab对设计作了联合仿真。结果表明,通过利用FPGA器件中大量的乘法器、逻辑单元及存储器等硬件资源,采用全并行加流水结构,可在一个时钟节拍内完成32点FFT运算的功能,设计最高运算速度可达11ns,可实现对高速A/D采样数据的实时处理。     

空间相关性约束联合子空间追踪的高光谱图像稀疏解混

通过深入分析高光谱图像空间相邻数据之间的空间相关性,提出一种利用空间相关性进行约束的联合子空间追踪解混(Spatial correlation constrained simultaneous subspace pursuit,SCCSSP)方法。该方法首先基于分块思想将高光谱图像进行分块处理,然后在图像块的端元提取步骤中,结合空间相关性特征对端元的提取进行约束,从而确保当前端元支撑集相对于高光谱图像残差是最优的。在丰度估计中将图像块的端元集合合并作为整幅图像的端元支撑集,通过求解非负性约束的最小二乘法获得丰度重建图像。模拟图像数据实验结果表明,本文方法在同等条件下能够获得更高的信号重构误差,且解混运算时间低于凸优化算法。在实际图像数据实验中,本文方法丰度图像稀疏度最低,取得了仅次于SUnSAL-TV算法的图像重建误差,其所得到的丰度重建图像也取得了更好的视觉效果。实验结果验证了本文方法具有更高的解混精度。     

民用机场停机位优化配置

停机位配置指为到港或离港航班指定适宜的登机口,确保航班正点。航班停机位的高效、合理安排是机场地面作业中的一项核心任务。本文在系统分析国内繁忙机场停机位配置情况的基础上,提出以旅客登转机时间(旅客满意度)、机型与停机位类型匹配(机场效益)为优化目标,同时考虑航班类型(国内短途、国际长途)、航班数量与密度(忙时、闲时)、停机时间的停机位配置的数学模型,并设计求解模型的禁忌搜索(TS)算法。数值仿真证明了模型和算法的有效性。     

求解大型矩阵特征值问题的并行块Davidson方法

针对拥有共享内存的并行计算环境和微机网络并行计算环境,给出了求解大型稀疏对称矩阵部分极端特征对的并行块Davidson方法。该方法将矩阵A按行块分配到各处理器上,各处理器利用矩阵A的行块和投影子空间的正交基所组成矩阵V的行块进行运算,减少了处理机之间的通讯次数,实现了算法的并行计算。在微机网络并行计算环境和拥有共享内存并行计算环境IBMP650上的数值试验表明,该算法非常有效。     

采用主流FPGA的数字电路在线生长进化方法

采用主流FPGA器件构建了在线进化平台,提出了一种适合较大规模数字电路在线进化的生长进化方法。该方法模拟植物生长机理进化以解决进化速度缓慢问题,采用增长验证评估方法取代传统的穷举式验证评估方法来解决在线验证评估难题;应用免疫遗传算法克服遗传算法的早熟收敛问题;采用多参数级联十进制整数编码方法缩短染色体长度;采用生长进化方法成功地进化出了16位加法器和8位乘法器。对比实验结果表明,采用生长进化方法无论是进化出的电路规模,还是进化速度均优于传统的直接进化方法。     

基于动态评价方法的多态电路进化设计

针对传统多态电路进化设计算法有效性问题,提出了基于动态评价方法的多态进化设计算法。在进化算法适应度评价阶段,利用适应度评价扩展对于不同模式下的电路分别进行评价,采用比较选择进行电路最优结构配置,防止了潜在解的丢失。将多态门与普通门混合使用,进行了Multiplier/Sorter及Majority/Parity两种多态电路的进化设计实验。实验结果表明,与传统多态电路进化算法相比所提算法进化代数减少了31.2%~77.7%,成功概率提高了11%~52%,具有进化迭代次数少、成功概率高的优势,提高了算法有效性。     

基于PD算子的InSAR干涉图滤波研究

讨论了InSAR干涉图的滤波问题，提出了基于PD算子的干涉图滤波算法。算法首先对干涉图作分块处理，并假定其中各数据块上的相位值符合多项式模型，通过PD算子分别估计各数据块的模型系数，由此重构出近似干涉图。然后根据近似干涉图对原始干涉图进行‘解调’，降低原始干涉图的条纹密度，并使用滑窗作低通滤波处理。最后将滑窗处理后的干涉图与近似干涉图相乘得到滤波后的干涉图。为避免因分块处理而产生干涉相位图的马赛克效应，算法通过处理两组错位的干涉图分块数据，并对滤波后的两幅干涉相位图作加权处理，有效地降低相邻数据块间相位值的不连续性。对X＿SAR重复轨道数据产生的干涉图的处理结果表明，该算法能够对干涉图作很好的滤波处理，特别是在低信噪比区域，算法具有较突出的滤波性能。     

模糊自组织网络在刀具磨损状态监测中的应用(英文)

应用模糊逻辑和无教师自组织神经网络进行车削过程刀具磨损状态监测.根据典型切削条件组合建立由多个子网络组成的自组织网络阵列,其中每一子网络对应一种典型切削条件,并进行训练.对于具体切削条件,运用模糊逻辑技术选取对应的优化子网络.文中所建名为Fuzzy-SOM-TWC监测系统的运行基于加工过程实时采集的切削力、声发射以及电机电流信号.切削实验用于训练和检验监测系统,实验结果显示其对于刀具磨损状态的识别正确率可达到98%-100%.