基于龙格库塔法的对抗攻击方法

深度神经网络在许多领域中取得了显著的成果,但相关研究结果表明,深度神经网络很容易受到对抗样本的影响.基于梯度的攻击是一种流行的对抗攻击,引起了人们的广泛关注.研究基于梯度的对抗攻击与常微分方程数值解法之间的关系,并提出一种新的基于常微分方程数值解法-龙格库塔法的对抗攻击方法.根据龙格库塔法中的预测思想,首先在原始样本中添加扰动构建预测样本,然后将损失函数对于原始输入样本和预测样本的梯度信息进行线性组合,以确定生成对抗样本中需要添加的扰动.不同于已有的方法,所提出的方法借助于龙格库塔法中的预测思想来获取未来的梯度信息(即损失函数对于预测样本的梯度),并将其用于确定所要添加的对抗扰动.该对抗攻击具有良好的可扩展性,可以非常容易地集成到现有的所有基于梯度的攻击方法.大量的实验结果表明,相比于现有的先进方法,所提出的方法可以达到更高的攻击成功率和更好的迁移性.     

成败历史存档的融合龙格库塔-黏菌算法

针对黏菌算法收敛速度慢和求解精度低等问题,提出了基于成败历史存档的融合龙格库塔-黏菌算法。提出了一种存储位置信息的改进成败历史存档机制,并使用个体适应度值的变化量作为每个存档记录参与后续计算的概率,将该机制加入原始黏菌算法;将龙格库塔算法与改进的黏菌算法通过并行计算-信息交流的方式进行融合,引导黏菌算法跳出局部最优,提升黏菌算法在狭小空间中的求解精度;提出了长短时间间隔结合的交流策略,用以确定两种群交流的时机;提出了一系列基于空间移动的种群信息交流机制,在保留两算法各自特性和优势的情况下,同时克服两算法的局限性。实验部分使用了CEC2017基准测试函数,使用了传统统计特征和MAE排名、Wilcoxon秩和检验验证算法有效性,同时对高维度函数进行探索,并与近年来新颖的高水平群智能算法、改进算法进行对比测试,实验结果表明该改进策略有效且具有一定可迁移性,改进后算法的求解精度和鲁棒性更具竞争力。     

基于高效通道注意力机制的龙格库塔去雨网络

单图去雨问题是图像处理的一个重要研究方向。为了解决现有方法对雨痕特征提取不够充分的问题,提出一种基于注意力机制的龙格库塔（RK）模块的去雨网络。该模块采用RK模块提高提取图像特征的能力并采用高效通道注意力（ECA）机制加强对雨痕局部表征的关注。通过堆叠多个基于ECA机制的RK模块,可以构建深度去雨模型,较好地特提取雨痕特征;同时采用全局回传机制,利用雨痕的高阶特征以更新其低阶特征,提高雨痕表征的提取质量,逐步提升重建背景图的质量。基于公开数据集Rain100L、Rain100H和RainHeavy的测试结果表明,所提算法能够较好地重构雨天背景图。采用峰值信噪比（PNSR）和结构相似度（SSIM）两个常用指标评估重建背景图像结果,并与去雨算法Semi-Supervised transfer learning for Image rain Removal(SSIR)、Progressive Recurrent Network(PReNet)、Bilateral Recurrent Network(BRN)进行比较,结果显示所提算法的性能最优。     

FPGA实现飞轮模型求解方法研究

针对具有可重构功能的飞轮模拟器设计需求,通过对卫星飞轮数学模型数值求解方法的分析研究,提出并设计了基于FPGA的飞轮模型解算方法,完成了基于硬件方法的飞轮模型求解过程;在FPGA运算平台下,以浮点制乘法器、加法器和除法器等运算单元为基本运算模块,采用Verilog HDL硬件描述语言实现飞轮模型求解的逻辑设计;与采用定点DSP实现相同卫星飞轮模型求解方法进行比较,结果证明,以FPGA为硬件基础实现飞轮模型的求解能够得到正确的运算结果,并在运算精度和运算时间上有一定的优势,用FPGA实现飞轮模型求解能将误差控制在0.13r/min之内,完成一次迭代所需时间在4μs以内。     

基于FPGA的电力电子变换器的精仿真研究

在电力电子仿真领域,基于现场可编程门阵列(FPGA)高速并行运算的特点,为了达到实时效果,对系统模型通常采用较为方便的建模;提出了使用FPGA对Boost变换器进行复杂建模以及算法研究;基于这一思想,首先对boost变换器进行建模以及算法研究;其次完成基于FPGA的Boost变换器的建模并利用XILINX的ML605开发板进行仿真实验,将仿真波形与MATLAB进行对比,证实了在一定误差范围内,基于FPGA复杂建模仿真的有效性及准确性。     

四阶龙格_库塔法在火控解算中的应用

高炮外弹道微分方程组的实时解算一直是火控领域中一项重点的研究课题。本文介绍了以弹丸质心运动为模型的外弹道微分方程组的龙格库塔解法。同时给出了使用龙格-库塔算法对其进行实时积分解算的流程,并通过MATLAB仿真验证,对从事火控系统设计和论证工作有参考意义。     

基于自适应龙格-库塔方法的柔性织物仿真*

采用经典的弹簧-质点模型,分析织物的运动微分方程,并采用自适应的龙格-库塔方法求解,实现了对织物实时的动态仿真,并给出了试验得到的结果。     

便携式移动机器人姿态解算方法

本文根据便携式移动机器人的特点，采用四元数法解算机器人导航系统的姿态，避免了在机器人运动角度较大时出现奇异点的问题。文中应用改进的四阶龙格-库塔算法解算四元数微分方程，经仿真实验，精度完全能够达到要求。给出了合理的变换公式．在机器人运动范围内，满足了四元教与欧拉角之间转换的一一对应。     

微分方程初值问题的GDQR解法

本文用最近由Wu提出的一种数值方法-GDQR(GeneralizedDifferentialQuadra-tureRule)对工程和科学技术中常遇到的2—4阶微分方程初值问题进行了求解.部分结果与精确解或龙格-库塔方法所得结果作了对比,表明GDQR在解决常微分方程初值问题时简单方便有效.     

Excel求解常微分方程组

在建立实际问题的数学模型时,常需要建立各物理量随时间变化的常微分方程组及求常微分方程组数值解,介绍借助Excel的工作表和自定义宏函数,用经典的四阶龙格-库塔法求常微分方程组初值问题的数值解。     

求解化学非平衡NS方程组的隐式R-K方法及其并行实现

建立一种求解非定常化学非平衡NS(Navier-Stokes)方程组的空间全隐式R-K(Runge-Kutta)方法,给出并行程序框架,讨论多块网格预处理技术和通信优化技术。在神威集群上进行算例考核,验算了算法的可行性、正确性和较高的并行效率。     

耦合电抗器在相移并联逆变器中的设计与应用

本文首先分析了基于相移SPWM技术的并联逆变器的环流特性,提出了耦台均流电抗器的设计方法。最后,采用DSP构建数字控制系统,并在两台5KVA的电压型逆变器上进行了并联实验,实验结果验证了其正确性和有效性。     

High-performance implementation of regular and easily scalable sorting networks on an FPGA

The paper is dedicated to fast FPGA-based hardware accelerators that implement sorting networks. The primary emphasis is on the uniformity of core components, feasible combinations of parallel, pipelined and sequential operations, and the regularity of the circuits and interconnections. The paper shows theoretically, and based on numerous experiments, that many existing solutions that are commonly considered to be very efficient have worthy competitors that are better for many practical problems. We compared the even–odd merge and bitonic merge sorting networks (which are among the fastest known) with the even–odd transition network, which is often characterized as significantly slower and more resource consuming. We found that the latter is the most regular network that can be implemented very efficiently in FPGA, so we are proposing new, easily scalable hardware solutions and processing techniques based on this. Finally, the paper provides four main contributions and suggests: (1) a regular hardware implementation of resource and time effective architectures based on the even–odd transition network; (2) a pipelined implementation of even–odd transition networks; (3) a pre-processing technique that enables sorting to be further accelerated; (4) combinations of this technique with a merge sort, an address-based sort, a quicksort, and a radix sort.     

基于FPGA的遗传算法的实现

遗传算法是基于自然选择法则的一种鲁棒并行计算方法,它可广泛应用于各类分布式与集中式的工业优化控制过程中。遗传算法本质的并行性及其操作的简单性使其非常适合用现场可编程逻辑器ＦＰＧＡ实现。提出了一种基于ＦＰＧＡ的遗传算法的硬件系统,实现了高效并行计算平台。     

Computing all-pairs shortest paths on a linear systolic array and hardware realization on a reprogrammable FPGA platform

In this paper a regular bidirectional linear systolic array (RBLSA) for computing all-pairs shortest paths of a given directed graph is designed. The obtained array is optimal with respect to a number of processing elements (PE) for a given problem size. The execution time of the array has been minimized. To obtain RBLSA with optimal number of PEs, the accommodation of the inner computation space of the systolic algorithm to the projection direction vector is performed. Finally, FPGA-based reprogrammable systems are revolutionizing certain types of computation and digital logic, since as logic emulation systems they offer some orders of magnitude speedup over software simulation; herein, a FPGA realization of the RBLSA is investigated and the performance evaluation results are discussed.     

基于FOUNDATION环境下并行接口电路设计与仿真

提出了Foundation集成环境下使用VHDL硬件描述语言设计并行接口电路的方法,以实现数据高速双向传输,并节省硬件开销。给出了接口电路的VHDL示例程序与仿真波形。     

基于FPGA的CRC并行算法研究与实现

循环冗余校验(CRC)算法广泛应用于通信领域以提高数据传输的可靠性.针对通信过程中常用的CRC校验,介绍了CRC的编码和解码原理,分析了CRC的经典算法的实现过程,并在此基础上提出了基于FPGA的CRC并行处理算法.采用VHDL语言对算法完成建模与实现,并以Altera公司开发的EDA工具QuartusII8.0作为编译、仿真平台进行了仿真验证.电路的综合结果表明,该方法具有更少的资源占用量和更高的工作效率.     

大规模并行数据广播接收卡的设计

介绍了大规模并行数据广播接收卡的整体设计及实现。其中着重于硬件部分的设计。接收卡与用户PC机的接口采用了即插即用USB2．0接口，此卡设计的核心部分采用了FPGA来实现；应用软件采用VC＋＋编写。