软件无线电的可重构流处理器体系结构

 针对软件无线电中存在通用数字信号处理器（DSP）计算能力不足以及专用基带处理器缺乏扩展性的问题,提出了一种新的处理器：面向软件无线电的可重构流处理器及相应的专用指令集。仿真证明,该处理器的可重构设计具备指令集扩展能力,可以对多种无线通信标准甚至是新的通信标准提供支持;面向软件无线电的流体系结构和专用指令集保证了对多种高速无线基带信号的实时处理,运算能力是通用DSP的5~13倍。该处理器为软件无线电中的硬件设计难题提供了一种新的解决途径。     

机载嵌入式动态可重构计算机设计

动态可重构技术在降低机载嵌入式计算机的体积、重量和功耗方面有巨大的潜力。分析机载应用环境对嵌入式计算机的要求,探讨部分可重构和软件可编程重构两种动态可重构方法,并针对机载嵌入式计算机的需求,从硬件资源利用率、系统灵活性和系统可维护性等方面详细分析比较了两种动态可重构方法。基于部分可重构方法,提出了一种高性能、高灵活的体系结构,有效提高了系统资源利用率,具有深远的军事应用前景。     

可重构制造系统的性能分析

可重构制造系统的生产管理与控制是实施可重构制造系统哲理的关键技术,而可重构制造系统的性能分析是可重构制造系统生产管理与控制的重要功能。基于可重构制造系统的赋时可重构Petri网模型及其调度Gantt图,提出可重构制造系统的性能指标评价方法,定义最大完成时间、生产资源利用率、作业完成时间和零件的平均生产能力等可重构制造系统的性能指标,并计算了实例系统的性能指标。实例研究表明,可重构制造系统的性能分析方法体现了可重构制造系统的重构柔性本质。     

小卫星/小运载可重构多核计算机设计

通过共用小卫星与小运载的电子系统,能够降低卫星发射成本、实现卫星与运载的快速集成及测试、减少卫星的发射与入轨时间,从而达到快速响应自然灾害等突发事件的目的。传统航天器电子系统难以兼顾运载段任务的高实时性和在轨段任务的高可靠性要求,因此本文将多核处理器技术、可重构技术和航天器电子系统设计相结合,提出了基于可重构技术的小卫星/小运载多核计算机设计方案。该设计方案分为运载和在轨两种工作模式,通过现场可编程门阵列(FPGA)的快速重构来实现计算机两种工作模式的快速切换。其中运载模式将FPGA配置成并行构架的三核处理器,通过3个处理器并行计算来提升计算机的处理能力;在轨模式将FPGA配置成冗余构架的三核处理器,通过3个处理器互为冗余备份来提升计算机的长期可靠性。经过基于Markov过程理论的系统可靠性分析,表明系统在轨段的长期可靠性得到显著提升。同时经过地面半物理仿真系统仿真测试,运载段的控制周期可以达到10ms,满足运载段任务的实时性要求。     

基于赋时可重构Petri网的可重构制造系统建模

系统建模是可重构制造系统生产管理控制技术的基础。分析了可重构制造系统的建模需求,提出基于赋时可重构Petri网的可重构制造系统建模的方法。该建模方法是先建立可重构制造系统当前系统的赋时可重构Petri网模型,再通过修改其建模元素得到可重构制造系统重构后系统的赋时可重构Petri网模型。实例研究表明基于赋时可重构Petri网的可重构制造系统建模方法能够满足可重构制造系统的建模需求,因此它是可重构制造系统的正确的形式化表示。     

分层变结构可重构飞行控制系统设计

利用奇异摄动理论和变结构控制理论，针对飞行状态的时间尺度差异，构造了可进行角速率重构的内环变结构重构控制系统以及可进行角度重构的外环变结构重构控制系统；同时考虑操纵面偏转角度饱和及偏转速率饱和对系统的影响，设计出一种变结构可重构飞行控制系统。仿真结果表明，该方法具有较强的鲁棒性和较高的重构精度。     

非线性飞控系统的控制可重构性

讨论了非线性飞控系统在实时参数化模型下的控制可重构性,给出了非线性系统的可重构条件 和伪逆法可重构条件。以自修复飞控系统为例,利用推力矢量进行了方向舵全损故障下的重构研究。仿真结 果表明,对于利用传统操纵面几乎无法重构的系统,利用推力矢量的水平偏转,重构效果较好。     

基于算子理论的系统可重构性评价与自主重构

针对航天器在轨资源严重受限（包括计算资源、硬件资源以及能量资源）的特点，开展了基于算子理论的航天器姿态控制系统可重构性评价方法和自主重构策略的研究。首先，基于稳定核表示（SKR）和稳定像表示（SIR）的算子理论给出了系统可重构性评价指标，定量地描述了系统的重构能力，突破了基于互质分解理论的系统可重构性评价方法对系统线性性质的局限。同时，基于以上结果，给出了系统可重构性最大边界，为设计人员设计自主重构策略提供了明确的指标；然后，通过在设计阶段考虑系统可重构性，充分挖掘并利用系统重构潜力，为自主重构策略的设计提供理论指导；最后，通过仿真验证了所提方法的有效性和正确性。     

可重构模块化机器人系统的试验研究

通过实际的功能模块装配成了一个3自由度的串联可重构模块化机器人,用计算机控制系统来验证所提出的建立可重构模块化机器人模块库理论方案的可行性,并同时验证建立的可重构模块化机器人正运动学和逆运动学数学模型的正确性.     

可重构生产系统的BAOOIM建模法研究

提出了一种集成的建模方法——BAOOIM建模法。这种方法集成了面向对象模型、功能模型、动态模型的优势从不同的角度描述了可重构生产系统,而且BAOOIM建模法采用一定的映射机制在各个子模型之间进行转换,最终在整体上保持了集成模型中各子模型的一致性,从而为可重构生产系统的设计与控制、性能分析和调度奠定基础。     

机载嵌入式可重构信号处理系统设计

为使机载嵌入式信号处理系统性能更加均衡,更好地适应机载嵌入式环境,在比较三种传统的机栽信号处理系统架构的基础上,提出了一种系统可伸缩、功能可重构的信号处理系统架构,并分析了其系统特性和关键技术。从可编程能力、处理性能、通用性以及可扩展性等方面比较了三种信号处理系统架构,结果表明:可重构信号处理系统架构具有较强的综合性能,能更好地满足机载嵌入式应用的需求。     

Tetrahedral Robotics for Space Exploration

A reconfigurable space filling robotic architecture has a wide range of possible applications. One of the more intriguing possibilities is mobility in very irregular and otherwise impassable terrain. NASA Goddard Space Flight Center is developing the third generation of its addressable reconfigurable technology (ART) tetrahedral robotics architecture. An ART-based variable geometry truss consisting of 12 tetrahedral elements made from 26 smart struts on a wireless network has been developed. The primary goal of this development is the demonstration of a new kind of robotic mobility that can provide access and articulation that complement existing capabilities. An initial set of gaits and other behaviors are being tested, and accommodations for payloads such as sensor and telemetry packages are being studied. Herein, we describe our experience with the ART tetrahedral robotics architecture and the improvements implemented in the third generation of this technology. Applications of these robots to space exploration and the tradeoffs involved with this architecture will be discussed.     

基于组件技术的可重构数控系统研究和开发

提出了两级控制的可重构数控系统硬件结构。根据面向对象和基于组件技术的设计思想,构造了可重构数控系统的软件体系结构。该软件由核心支撑平台和功能组件组成。本文阐述了组件划分的方法和组件间的通信以及功能组件的设计方法。     

数字式电传飞行控制系统的余度重构管理策略

 本文论述了三余度数字式电传飞行控制系统的余度重构管理策略,包括对重构管理提出的合宜指标、各次故障的余度重构和控制律重构的设计原理及其验证结果。此外,概述了重构管理软件的设计和实时可行性问题。     

基于自适应插值算法的视频图像缩放技术及其FPGA实现

介绍了一种基于自适应插值算法的视频图像缩放技术;重点阐述了采用FPGA芯片实现该算法的原理和具体结构。经实验验证,该算法及其FPGA实现能有效消除传统插值算法在物体边缘部分出现的锯齿,提高图像经过缩放后的视觉质量,同时具有较低的复杂度,适用于实时图像处理。     

基于FPGA的动态可重配置方法研究

对FPGA应用的研究发现,随着FPGA门电路总数的增加,其内部布线的数目和复杂度随之增加,但是随着系统规模的增大,单芯片资源的利用率反而下降。在这种背景下,人们开始把注意力转移到FPGA逻辑资源的时分复用上来,对FPGA的逻辑资源进行动态重配置,以提高FPGA芯片的利用率。在对重配置技术的基本概念以及特征分类进行概要介绍的基础上,较为详细地介绍了四种基于FPGA的动态重配置方法,并针对重配置关键技术和发展趋势进行了探讨。     

可重组机器人教学模型的建立及软件实现

可重组机器人的研究是机器人领域研究的新兴分支 ,可重组机器人教学模型的建立 ,在高等教育相关专业的教学中 ,可收到很好的效果。本文 ,通过对可重组机器人的不同组合方式、工作空间和轨迹规划等方面的分析 ,给出了一个具有三个自由度的可重组机器手教学模型的建立方法 ,以及软件实现过程     

基于ADuC812的激光陀螺扫频测试系统软硬件设计

设计了一种基于ADuC812的激光陀螺扫频测试系统,给出了系统软硬件设计方案。测试结果表明,所构建激光陀螺扫频测试系统具有可靠性高、性能良好,功能全面、使用方便、功耗低、价格低廉等特点,具有较好的实用价值。