基于ADS5463高速数据采集系统的设计与应用

高速模数转换器（ADC）可实现模拟信号的数字化转换，是高速数据采集系统的核心器件，广泛应用于各个领域。高速ADC对噪声干扰异常敏感，其性能受到相关外围电路以及整个电路板设计的极大影响，直接决定了系统性能的好坏。文章基于ADS5463的高速数据采集系统应用案例，分析了系统ADC模拟前端电路、编码时钟源、系统供电等3方面关键原理设计以及相关电路板设计对系统性能的影响；设计了一种结合两级变压器模拟前端、低抖动差分时钟以及低噪声电源的高速数据采集系统，同时优化相关电路板设计。经测试验证，系统的SNR、SFDR接近手册理论值，各项性能均满足指标要求。该设计已经成功应用于某型号卫星中，目前在轨运行良好。     

NSGA-Ⅱ算法的改进及其在多段翼型缝道参数优化中的应用

提出了NSGA-Ⅱ算法的一个改进方法,对加入新种群的父代种群个体进行精英筛选,从而增加了新种群中新个体的数目,以实现更好的全局寻优。选取一个有理论解的优化问题,对算法全局寻优能力的改进进行了验证。随后使用改进后的NSGA-Ⅱ算法作为核心算法搭建了集群并行优化平台,对多段翼型的缝道参数进行优化设计,获得了较为满意的结果。优化验证算例显示,该集群并行优化平台具有较高的效率和可行性。     

边缘图像自适应编码方法

边缘特征常被视作无人机视觉系统中的重要信息（比如在视觉导航时需用边缘特征识别障碍物），在实践中会遇到边缘图像数据量大的情况。针对边缘图像高效压缩问题，提出了边缘图像自适应编码方法。首先以边缘打包法的压缩比和边缘点所占比例为特征，建立Logistic回归模型，然后利用图像数据库对该模型进行离线训练获取模型参数，最后利用Logistic回归模型建立分类器，自适应地在边缘打包法和链码编码法中选择压缩比最高的方法对边缘图像进行压缩。对VOC2012图像数据库的测试结果表明，与常用压缩方法相比，提出的算法能提高压缩比5%左右，有效减少了数据量。     

适用于非定常流模拟的分布式并行GMRES方法

为提高计算流体力学方法的收敛性和对高性能并行计算机的适应性,发展了适用于非定常流模拟的GMRES并行全隐式方法,并开展了相应的收敛和并行特性研究。采用变子空间数GMRES方法,减小重启过程计算时间;通过分区并行和Hybrid LU-SGS预处理算子实现方法的分布式并行化;采用鲁棒的Negative-SA湍流模型获得更大CFL数,采取计算和存储雅可比矩阵、网格重排序方法提高计算效率。利用这套方法完成了平面流、NACA0012翼型扰流、翼身组合体扰流、F-16战斗机非定常气动弹性和旋翼前飞流场的数值模拟。结果表明其计算效率较LU-SGS方法提高20%～200%;适用于当代高性能计算机分布式并行结构,并行效率非常高,在240个计算核心上出现了加速比的超线性。     

非结构CFD软件MPI+OpenMP混合并行及超大规模非定常并行计算的应用

常规工程应用中，非定常数值模拟（如多体分离）的计算量十分巨大，如果为了达到更高的计算精度，加密网格或者采用高精度方法将会使得计算量进一步增大，导致非定常数值模拟在CFD工程应用中成为十分耗时和昂贵的工作，因此，提高非定常数值模拟的可扩展性和计算效率十分必要。为充分发挥既有分布内存又有共享内存的多核处理器的性能和效率优势，对作者团队开发的非结构网格二阶精度有限体积CFD软件（HyperFLOW）进行了混合并行改造，在计算节点间采用MPI消息传递机制，在节点内采用OpenMP共享内存的MPI+OpenMP混合并行策略。首先分别实现了两种粒度（粗粒度和细粒度）的混合并行，并基于国产in-house集群采用CRM标模（约4 000万网格单元）定常湍流算例对两种混合并行模式进行了测试和比较。结果表明，粗粒度在进程数和分区数较少的小规模并行时具有效率优势，16线程时效率较高；而细粒度混合并行在大规模并行计算时具有优势，8线程时效率较高。其次，验证了混合并行在非定常计算情况下的可扩展性，采用机翼外挂物投放标模算例，分别生成3.6亿和28.8亿非结构重叠网格，采用对等的（P2P）网格读入模式和优化的重叠网格隐式装配策略，网格读入和重叠网格装配耗时仅需数十秒；采用3.6亿网格，完成了非定常状态效率测试及非定常分离过程的湍流流场计算，在in-house集群上12 288核并行效率达到90%（以768核为基准），在天河2号上12 288核并行效率达到70%（以384核为基准），数值模拟结果与试验结果符合良好。最后，在in-house集群上采用28.8亿非结构重叠网格进行了4.9万核的并行效率测试，结果显示，4.9万核并行效率达到55.3%（以4 096核为基准）。     

语音合成遥控指令回报系统

本文介绍了用于无人机的语音合成回报系统,代替传统的信号盘灯光显示,向地面指挥监测人员回报遥控指令接收情况。语音合成系统由基于LPC原理制成的单片语音合成处理器TMS5220组成,用Z-80 CPU实现控制。系统结构简单,通用性强,合成语音清晰、自然可懂。     

保春运 修设备——记魏县导航台抢修D-VOR

2005年元旦刚过，紧接着忙碌的春运工作就要展开了，在河北魏县导航台．一切都在忙碌而有序地进行着。1月8日下午，突然，“滴滴，滴滴……”一阵刺耳的报警声在魏县导航台值班室内响起．D-VOR主机告警关机了。这还了得，在这紧要关头是不能出现一丝故障，更别说关机了。值班人员当即告知了正在休息的台长贾红涛，他向上级简单报告情况后，立即抢修设备。