全互连多机系统MOCS设计

ＭＯＣＳ是一台全互连多机系统。它采用１８６０为处理单元的ＣＰＵ，峰值速度达３３０ＭＦＬＯＰＳ。本文描述了ＭＯＣＳ的结构设计，重点描述了处理单元的设计和全互连结构的实现方法。     

一种机载数字地图与视频处理单元的设计

基于机载综合化和低功耗需求,设计了全国产化数字地图与视频处理单元,主要完成数字地图生成和多路视频叠加、缩放和切换等功能。采用国产低功耗处理器FT-2000A/2、低功耗显卡HKM9000,运行国产天脉1操作系统,实现二/三维数字地图画面的绘制;采用国产芯片实现FPD-Link II视频的编解码,采用国产FPGA实现多路视频叠加、缩放和切换功能。数字地图与视频处理单元具有集成密度高、综合化程度高、处理能力强、视频传输距离远且抗干扰能力强等优点。     

嵌入式智能处理技术设计实现

分析了嵌入式智能计算的相关设计技术,介绍了嵌入式智能计算3类算法的特征、需求和运行场景,包括知识驱动类、智能优化类和深度学习类。针对每种智能算法的处理要求,提出了智能处理部件的选型要求,分析了不同智能处理部件的性能及特点,提出了一种嵌入式智能处理单元架构,由模块支持单元(MSU)、处理单元(PU)、路由单元(RU)、网络接口单元(NIU)、电源支持元件(PSE)等5个部分组成,设计实现了嵌入式智能计算模块,具备高速的数据传输能力和智能计算能力,可以满足嵌入式智能计算的应用要求。     

并行总线接口处理单元芯片简介

本文论述了并行总线接口处理单元(PBIU)芯片M82916的工作原理和操作方式,并扼要介绍了M82916在构成系统时的作用和方法。     

应用BP-ART混合神经网络的推进系统状态监控实时系统

应用ＢＰ－ＡＲＴ混合神经网络提出了一种供推进系统状态监控实时使用的系统,其拓扑结构为： 第一层处理单元由ＢＰ神经网络组成, 每个ＢＰ网络代表一个相应的推进系统组件; 第二层处理单元为一个ＡＲＴ神经网络, 网络的每一个输出代表推进系统的一种“健康状态”, 据此可对其故障进行“诊断”。该混合结构充分发挥了两类网络的优点, 给出的具体应用实例也显示出在推进系统实时状态监控与故障诊断应用中的有效性     

脉冲等离子体推力器电源处理单元技术研究

为了进一步提高脉冲等离子体推力器点火的可靠性和使用寿命,采用理论计算和地面试验的方法,设计了一款可应用于立方体纳卫星脉冲等离子体推力器放电能量为2.6J的电源处理单元,其放电点火电路是基于LC振荡电路,且对放电点火电路的性能、开关管的电流应力和整个电源处理单元的稳定可靠性进行了研究。结果表明：LC振荡放电点火电路中,开关器件的电流应力较小,提高了整个电路的可靠性;该放电点火电路在输入电压800V时,点火电流的峰值可达到100A～150A,这种大电流放电有助于清除火花塞表面的积碳。     

脉冲等离子体推力器电源处理单元技术研究

为了进一步提高脉冲等离子体推力器点火的可靠性和使用寿命,采用理论计算和地面试验的方法,设计了一款可应用于立方体纳卫星脉冲等离子体推力器放电能量为2.6J的电源处理单元,其放电点火电路是基于LC振荡电路,且对放电点火电路的性能、开关管的电流应力和整个电源处理单元的稳定可靠性进行了研究。结果表明:LC振荡放电点火电路中,开关器件的电流应力较小,提高了整个电路的可靠性;该放电点火电路在输入电压800V时,点火电流的峰值可达到100A～150A,这种大电流放电有助于清除火花塞表面的积碳。     

光谱01卫星脉冲等离子推力器电源处理单元的开发

针对光谱01卫星应用需求,提出了脉冲等离子推力器电源处理单元的设计方案,给出了验证结果。采用反激变换拓扑和恒功率方式实现了以2.5Hz的频率将5.76μF的储能电容器充电至1600V,将0.68μF的火花塞点火电容充电至800V;采用超快恢复高压整流管、高压绕组串联、高压整流管串联和开关频率设计解决了反激变换器整流二极管反向恢复引起的功率反向传输问题;采用输出钳位二极管和限流电阻解决了储能电容振荡负电压反向一次母线充电的问题。PPT的地面寿命试验和在轨测试结果表明,所设计的电源处理单元方案合理可行。     

对蓝波转报机的几点改进

本文重点对蓝波转报系统的前置处理单元进行分析，提出了可行性升级改造；并对蓝波转报系统进行优化，提出了增加应怠系统、取消记录席和控制席打印等功能；还增加监控终端，做到了安全关口前移。     

用网状连接的细胞自动机探测亚象素弱目标

现代的细胞自动机,例如一个全配置的CM2(连接机2型)有65536个处理单元(PE),每秒可以进行0.2万亿次的1位加法。本文介绍的这种计算结构是一个每秒可操作2亿次的机器。但是一般的细胞自动机的内存有限,每个处理单元最多只有8K字节。因此,尽管其I/O速率达到每秒100M比特,但访问处理器外部存储器中1位的时间比访问内存的时间要长100倍。军用细胞自动机,如MilDAP和GAPP,内存更有限,每个PE分别只有128个和16个字节的内存量。但是利用新的、基于二进制排序滤波理论的信号处理方法,这种机器能有效地用于亚象素弱目标探测。利用二进制排序滤波器,MilDAP能以每秒钟10帧到40帧的速率,监视100万到400万条潜在的目标轨迹,在高斯白噪声条件下,可以提供6dB的处理增益。GAPP可以在216×384个探测器上,以每秒14000帧的速率监视370万条目标轨迹;用分时工作方式,在432×768个探测器上,可以每秒24帧的速率,监视1500万条目标轨迹。本文讨论了威胁目标的特殊情况,以及在多维坐标系中使用多维二进制排序滤波的几种细胞自动机结构。     

低功率电弧喷射推力器实验研究

为深入了解低功率电弧喷射推力器的启动特性和工作性能，对不同推进剂和不同结构尺寸的推力器进行了广泛的多启动实验研究。研究中建成了推进剂供给系统和真空模拟系统，研制了电源处理单元和小推力测量装置，开发了实验数据采集系统，完成了实验推力器结构设计和材料选择，并分别采用氩、氮、氨为推进剂成功地进行了点火实验。研究表明，推进剂性质对推力器启动特性和工作特性具有重大影响，推力器优化设计应该针对具体的推进剂进行并考虑适当宽广的流量范围。     

基于FMECA的测试性验证分析

随着装备元件的集成度越来越高,对装备测试性的要求越来越高。良好的测试性设计可以有效地提高产品维修性,降低全寿命周期费用。在对通用处理单元进行故障模式、影响和致命度分析(FMECA)的基础上,建立了产品的测试性模型,进行了测试性验证试验,并对验证结果进行分析。     

基于嵌入式DSP的数字化飞机防滑刹车控制器

介绍了一种基于嵌入式DSP芯片TMS320LF2407的数字化飞机防滑刹车控制器。在控制器的结构实现上,采用了嵌入式DSP作为核心处理单元,实现数据的采集、计算和处理,并输出控制电流来控制刹车压力伺服阀动作。在装置的控制策略上,采用全数字PWM闭环控制方法,从而实现了防滑刹车控制器的智能化和数字化。     

GPWS汉语语音模拟装置的研究

设计了一个低成本的GPWS汉语语音模拟装置,使之按照同样的规律,输出汉语语音信息。模拟装置逻辑处理单元选用了国产BASIC语言单片机PS1008;语音部分采用新型语音芯片ISD1420。经过与某型飞机的机载GPWS系统对比发现,模拟装置的语音更清晰易辩,静噪更小。此模拟装置可以根据需要,录制与输出其他语种的语言。     

超大功率电推进电源处理单元关键技术研究

针对深空探测等空间任务对超大功率(10kW~100kW范围)电推进系统的需求,通过对国内外超大功率电推进技术的调研,提出了一种50kW超大功率霍尔电推进系统电源处理单元（Power Processing Unit,PPU）设计方案,重点对核心的阳极电源关键技术进行研究,提出了四管Buck-Boost变换器和三相LLC谐振变换器级联的设计方案,为我国超大功率PPU的发展提供了技术参考。     

静态等离子推力器研制近况

据报道，2000年静态等离子(霍尔)推力器的研制继续取得进展。美国空间系统／罗拉尔公司(SS／L)正在整机集成经过鉴定的SPT-100系统，以用于电信卫星8号和IPSTAR的位置保持，准备在2002年～2003年发射。相应的子系统包括4台俄罗斯法拉尔联合体的推力器和两台SS／L电源处理单元。大西洋研究公司作为主承包商的4.5 kW级SPT-140，由法克尔研制推力器，SS／L负责设计与制造电源处理单元。在2000年中，已完成电源处理单元样机与推力器的整机集成试验，2001年春开始7 200 h的寿命试验。由NASA-Glenn、特雷伍德系统公司和美国空间电源公司研制的10 kW级T-220霍尔推尔器，2000年内完成了1 000 h的寿命试验，实现了高功率霍尔推力器迄今最长时间的运行。NASA的双模态工作D-80霍尔推力器，已实现比冲为1 500 daN*s/kg～3 300 daN*s/kg、功率在1 kW～8 kW范围的运行。Busek公司正在研制一台比冲在1 200 daN*s/kg～2 400 daN*s/kg、额定功率为8 kW的推力器；Prime宇航公司研制的双模态霍尔推力器也已实现了2.0 kW～4.5 kW范围内的工作。在低功率级霍尔推力器方面，Busek已研制了一台200 W级的推力器系统；BHT-200的延寿试验证明，达到了1 500 h～2 000 h。 在欧洲，用于法国技术试验卫星的PPS-1350推力器已完成寿命试验，将在2001年上半年进行飞行。在SMART-1技术论证任务中，PPS-1350将用作轨道空间主推进系统。 (本刊通讯员)     

航天器相对运动估计的一种并行推广卡尔曼滤波方法

 从并行的观点出发，研究应用推广卡尔曼滤波估计航天器交会对接寻的期相对位置和速率问题。推导出交会推广卡尔曼滤波公式；提出了基于奇异值分解（ＳＶＤ）和Ｆａｄｄｅｖ算法的并行平方根算法；给出了其脉动阵列（Ｓｙｓｔｏｌｉｃ）实现结构；并对阵列所需的处理单元数目和执行一次迭代所需的时间步进行了分析，说明了其实现的优越性。为航天器相对运动估计提供了一种新的有效方法     

空间站有效载荷综合处理单元设计研究

针对空间站传统有效载荷功能单一、处理资源固化、体系架构封闭等问题,通过对空间站电子信息综合应用系统总体功能和资源需求的分析,基于空间站平台约束条件,设计了一种在开放式物理平台上采用蓝图技术实现软件定义功能的综合处理单元(IPU),并对一套对外接口传输能力为600 Gbps、处理能力为1800 GFLOPS的原理样机进行了测试验证。结果表明,IPU支持在统一平台上通过软件定义功能,能有效提升系统资源利用率,满足总体应用需求。     

结合深度学习的机械臂视觉抓取控制

针对基于视觉的机械臂抓取精确抓取的需求,考虑传统的视觉识别算法受环境、对象变化的制约且在识别正确率及快速性上存在的问题,在现有研究的基础上,提出了一种基于深度学习的目标精确检测与识别方法。首先基于深度学习改进了YOLO算法,通过对数据集的训练,基于英伟达Jetson TX1高性能处理单元实现了复杂环境下多目标的识别与定位,给出了目标的类别与位置等信息;以此为基础,结合利用Move It!功能包完成的机械臂运动轨迹的求解与规划,以及基于李群李代数建立的递推正逆动力学模型,设计了机械臂抓取控制的滑模控制律。仿真及实物验证表明,基于深度神经网络的方法学习到的特征对复杂背景具有较强的鲁棒性和稳定性;所设计的滑模控制算法在0.21 s时跟踪误差在2%,取得了较高的控制精度。可为后续视觉抓取任务提供参考。     

Android智能手机双频GNSS伪距差分动态定位性能分析

随着智能手机全球导航卫星系统(GNSS)天线和芯片从单频单模向多频多模快速发展,基于其所衍生出来的位置服务(LBS)应用极大地便利了大众用户的日常生活.然而受限于低成本、低功耗的信号接收与处理单元,手机在无增强信息的情况下仅依赖伪距单点定位难以为用户提供稳定、高精度的导航服务.因此,基于小米8手机(Mi8)的GNSS双频原始数据,采用非组合的双频伪距观测值、载波历元差分观测值和多普勒观测值构建了滤波定位模型,并引入伪距差分数据,以提升手机定位的连续性和精度.在较复杂环境下开展了行人和车载实验,实测结果表明:双频定位精度与单频相比提升了15％～30％,伪距差分定位精度和单点定位相比提升了5％～20％,行人和车载双频伪距差分定位的平面位置误差分别为0.65m和1.03m,基本满足手机用户在城市复杂环境下的高精度定位服务需求.