基于FPGA的现场数据采集无线传感器设计

针对大型试验现场数据采集具体应用,采用FPGA器件Cyclone芯片作为核心处理器件,利用Cyclone控制A/D转换芯片AD1674执行采样控制,在QuartusⅡ平台下执行软件编程实现正确的A/D转换的工作时序控制流程,并在FPGA片内实现对AD采样后的数据实现串行结构FIR滤波处理。又设计了FPGA对nRF2401的逻辑接口,以通过射频链路向外传输数据。     

基于FPGA的并行遗传算法硬件实现的研究

遗传算法具有天然的并行性。FPGA(Field programmable gate arrays)本质上的并行特性使其很适合用于实现并行的遗传算法。结合两者的并行特性，本文提出了一种基于FPGA的并行遗传算法。选用了适合硬件实现的选择、交叉、变异算子，并将它们设计成流水线结构。整个设计采用了XILINX公司的XC2V1000型号FPGA芯片。算法利用VHDL语言来描述。实现后的测试表明，这种硬件遗传算法有效减少了运行时间，使其在一些实时性要求较高的场合得到很好应用。     

三相六开关VIENNA整流器功率开关开路故障诊断

分析了VIENNA整流器在桥臂各个功率器件出现开路故障时所呈现的故障特征,指出了各桥臂续流二极管的开路故障对整流器的危害最大。进一步提出了利用三相输入电流直流分量以及输出电压交流纹波作为功率器件开路故障诊断的故障特征值。构建了基于人工神经网络的功率开关开路故障分类系统,并将所提取的故障特征值作为输入训练样本对其进行训练,最后通过MATLAB软件中M语言编程完成对故障分类系统的训练和测试。训练和测试的结果表明,训练后的神经网络故障分类系统可很好地对VIENNA整流器除续流二极管外的功率器件开路故障进行定位。     

基于FPGA的高速存储阵列设计

高速数据采集系统目前得到了广泛的应用,数据的传输与存储是高速数据系统的关键技术。本文提出一种以FPGA为控制核心,固态存储器Flash为存储介质的CCD相机高速数据存储阵列。系统通过FPGA控制存储阵列的擦除、编程、读出等操作实现数据的存储及读取。采用FIFO技术、并行扩展技术实现用低速Flash存储器实时存储高速数据,存储完成后可以读回计算机进行处理。     

采用DSP实现的神经网络实时仿真系统

采用DSP设计完成了神经网络实时仿真系统，从神经网络协处理器的硬件结构，协处理器中的神经网络算法，神经网络协处理器及其宿主机间数值交换等方面系统地描述了该仿真系统，在神经网络在线算法的实现中，利用DSP能与其宿 主机实现并行工作的特点，采用DSP和计算机并行工作，在宿 主机中实现BP网络对受控对象的辩识，在神经网络处处理中完成模糊神经网络在线控制算法，从而加快了神经网络运算速度，使其能达到在线控制的要求，文末给出了一个直升机总矩通道在本仿真系统的仿真实例，说明了本系统的实用性。     

基于MOEA/D的双输入航空静止变流器多目标热优化（英文）

提出基于MOEA/D和模糊集理论相结合的优化方法,解决双输入航空静止变流器热设计过程中多变量多目标的寻优问题。分析功率器件的传热路径并构建等效热路,以功率器件结温、散热器质量、散热器成本为优化目标,以散热器的结构参数为设计变量,基于MOEA/D开展热优化。本文进行了比较研究,结果表明所提出的算法不仅能够满足多目标权重的不同要求,且快速性和鲁棒性好。     

基于可逆触发器的可逆移位寄存器设计方法

为了进一步提高可逆时序逻辑电路设计方法的通用性和改善可逆电路性能指标,以可逆主从D触发器为基本单元,通过将时钟信号及垃圾位信号级联再利用,提出了一种可逆串行移位寄存器优化设计方案。在此基础上,通过目标函数构造及变换构建带有移位控制的单元模块,设计了满足串行输入串/并行输出功能的n位可逆双向移位寄存器。设计结果表明,采用方法所设计的可逆移位寄存器具有较优的性能指标,且对于双向移位寄存器综合具有较好的通用性。     

NAPA软件的并行化研究和效率分析

基于区域分裂思想,以M P I(M essage pass ing in terface)为消息传递库,实现了三维全粘性湍流计算软件NAPA的并行化。对NACA 0012翼型、微型飞行器、高超声速进气道等流场进行了计算和分析,比较了并行和串行软件的计算结果,结果完全一致,并对比了NACA 0012翼型流场的计算结果和实验值,表明NAPA软件的改进是成功的。随后对各个算例的并行效率和加速比进行了对比分析,分析了通信比例、负载平衡度以及通信模式等影响并行效率的几个重要因素。最后使用In te l cluster too ls和V tune工具对NAPA程序进行了算法和代码效率优化,发现了原代码中耗时长的几个子程序并进行了改进,通过对高超声速进气道算例的测试,计算效率提高了55.33%。     

FPGA实现的基4 FFT处理器高效排序算法研究

在FFT处理器的设计中，蝶形处理部件是关系整个处理器运行速度与资源的核心部分。对于1024点的FFT复数浮点运算，本文旨在提出一种高效的基4排序算法，该算法基于按时间抽取的基4FFT，结合了流水线和并行方式的特点，利用4个循环序列进行时序控制，用3个实数乘法器实现基4蝶形的3次复数乘法，相对于传统的基4FFT算法可以节省75％的乘法器逻辑资源。实验结果表明，用该算法设计的1024点复数基4FFT处理器在100MHz的主时钟频率下运算速度为51．29μs，满足了FFT运算的高速实时性要求。由于该排序思想可以较方便地扩展到基8或基16，但不增加进行一次基本蝶算的时钟周期数，依然是4个，故对于高基数将具有更高的效率。     

单帧FFT法在正弦扫描结构动特性试验数据处理中的应用

在正弦扫描结构动特性试验中,当扫描速率过快时,传统的Hilbert法和同相正交分解法处理结果误差较大。针对上述缺点,采用了单帧FFT法,并通过单自由度理论仿真算例和试验对方法进行验证。研究表明单帧FFT法具有更好的精度,处理结果的频率和幅值受试验扫描速率影响小,且没有"旁瓣效应",是一种更为有效的正弦扫描结构动特性试验数据处理方法。     

基于ISA总线的脉宽测量电路的设计与实现

介绍基于ISA总线脉宽测量板卡的设计与实现,电路设计运用信号波形变换电路将阶梯波变换为单脉冲,并通过基于FPGA设计实现对上述变换后的单脉宽的时间测量,测试表明设计方法合理有效.     

并行多种群自适应遗传算法在COW集群上的实现

为改善标准遗传算法的求解效率,提出一种基于6模糊控制器的并行多种群自适应遗传算法。利用MPI(Messagepassinginterface)技术建立了一个COW(Clusterofworkstation)集群,将算法在该硬件平台上进行了实现。3机COW集群的仿真实验结果在演示算法设计可行性的同时,表明该算法的求解效率明显优于用于对照的单种群算法,具有在解决组合优化问题上广泛应用的可能。本文还对影响并行算法的参数进行了探讨。     

复调制ZFFT的TMS320C25实现

介绍了用ＴＭＳ３２０Ｃ２５数字信号处理器实现复调制ＺｏｏｍＦＦＴ（ＺＦＦＴ）频率细化技术，在所举的例子中，用１０２４复数点选带ＦＦＴ获得通常８１９２复数点基带ＦＦＴ的频率分辨力。实验结果表明，此种频率细化方法特别适用于不能同时处理Ｎ点，而又要求Ｎ点ＦＦＴ频率分辨力的频谱分析场合，文中给出了几种提高Ｃ２５ＦＦＴ运算速度的方法，使１０２４复数点ＦＦＴ的运算时间减少到１２．６ｍｓ，可供工程应用参考。     

基于FPGA和DSP技术的雷达目标检测系统设计

雷达目标检测系统系统主要由FPGA和DSP两部分组成。FPGA芯片用来完成系统中各芯片之间的逻辑控制,DSP芯片用来实现雷达目标检测算法。该系统具有设计灵活、实时性能高、检测算法可配置、检测结果无丢失等优点。     

零电流零电压开关PWM Boost全桥变换器

提出一种新颖的零电流零电压开关PWM Boost全桥变换器。超前管串联电感，并利用输出滤波电容的能量，可以在很宽的负载范围内实现ZCS。滞后管利用其寄生电容和与变压器原边并联的辅助电感，可以在任何负载下实现ZVS。与ZCS PWM Boost全桥变换器相比，所提出的变换器没有电流占空比丢失的问题。本文详细分析了该变换器的工作原理，参数设计原则。通过一个480W的原理样机，验证了分析结果。     

一种多进程实时控制系统的软件设计

本文提出了一种时间片预分割方案,并将其用于多进程实时控制系统的软件设计,其特点是程序设计简单、维护方便,尤其是提高了系统运行的可靠性。     

TDMA扩谱通信系统中精同步的实现与性能分析

扩谱通信中一个最基本的任务就是实现本机的伪随机信号与接收的伪随机信号的同步。本文讨论了一种新的精同步方法,这种方法不同于目前常用的延迟锁定环和τ-抖动环,它采用了声表面波(SAW)卷积器作为接收机的可编程匹配滤波器,利用相关峰位置偏移而得到了本机时钟脉冲的相位调整,从而解决了一类时分多址(TDMA)传输突发信息符号的扩谱通信系统的精同步问题。文中概述了两种精同步的方法,分析和计算了它们的同步性能,并给出了一种同步方法的实验结果和数据。     

聚束式SAR中卷积反投影算法的快速实现

对应用于聚束式合成孔径雷达 (SAR) 成像中的卷积反投影 (CBP) 算法进行了详细研究,提出了一种基于傅里叶变换的快速实现方法,使得CBP算法的计算量得到明显降低.在传统的CBP算法中,反投影过程中的重采样通过插值实现,因而所需的插值数量巨大,导致运算效率低下.研究了图像像素之间隐含的相对位置关系之后,本文采用一系列快速傅里叶变换 (FFT)来实现反投影过程中的重采样,避免了运算量巨大的插值过程,故提高了运算效率.仿真结果证明了新算法的可行性和有效性.相比于传统的CBP算法,新算法可以提高大约85%的运算效率.由于FFT适用于并行处理,新方法在实时处理SAR系统中有一定的应用价值.     

齿轮齿端曲面倒角加工刀具设计与仿真

齿轮齿端曲面倒角加工面临的两个主要难题:(1)成形刀具的设计困难,刀具参数靠试凑法确定;(2)加工过程中刀具的位姿调整费时费力。文中分析了成形刀具的几何结构和倒角加工过程的特点,建立了倒角加工过程的几何模型和刀具刀刃回转面的几何模型,推导出刀具几何参数与加工过程中刀具位姿参数的关系表达式,为刀具设计和位姿调整提供了理论基础。在P ro/E环境下,应用P ro/TOOLK IT开发工具,开发了刀具参数计算及加工仿真系统,为刀具的设计及倒角加工机床的调整提供了软件工具支持。