基于电磁效应的球壳型磁流体仿真分析

针对卫星姿态调控中飞轮轴承易磨损、动量利用率低等缺陷,提出了一种球壳型磁流体实现卫星三轴调姿的新方法.仿真分析采用耦合方法,通过求解交变电磁场方程与流体控制方程,数值研究了球壳中的电磁场分布、流场分布及电磁场作用下电磁驱动器电流强度和频率对液态金属流动的影响,预测了磁流体姿态控制器静态启动后的角动量大小和输出扭矩.结果 表明,球壳型磁流体姿态控制器具有良好的姿态控制能力,为卫星姿态控制提供了新的思路.     

VR技术下多投影视频纹理合成方法仿真

为解决纹理合成过程需要消耗大量时空资源的问题,提出一种VR技术下多投影视频纹理合成方法.设计以VR内容制作环节为核心的VR视频处理,经过拼接、投影映射与投影图像帧纹理合成生成一个封装帧,通过服务器显示在客户端.针对VR视频内三维平面或曲面场景,通过屏幕投影将三维场景透视变换投影至二维平面上.赋予二维平面上的三角网格一个连续的缩放因子场,将给定纹理缩放成不同等级,令其与网格上的缩放因子相对应.采用曲面纹理合成方法,利用矢量加平滑方法确定曲面内各三角面片的纹理方向矢量场,根据这些纹理方向合成纹理;依照扫描线顺序搜索样本纹理空间,确定对匹配的纹理坐标,结合缩放因子实现纹理合成.仿真结果表明,上述方法纹理合成用时与对比方法相比下降300％以上,存储空间与对比方法相比节省50％以上.     

基于大数据技术的气象业务监视数据采集处理

气象数据生产过程中秒级数据流量达到6万次/秒,为了对海量气象数据进行实时监控,快速定位数据观测、传输、处理、服务全流程中各环节故障,研发了对监视数据的采集和处理框架.基于REST接口和Flume框架实时采集原始监视信息,采用Kafka实现监视数据流的缓冲和持久化存储,在Spark Streaming流式计算平台上实现对监视数据的预处理、指标计算,并对告警事件进行归并、压缩等处理,最终生成面向运维人员的告警.同时、上述系统采用故障仿真压测技术,对系统可能出现的故障进行了模拟压力测试.实验结果表明,上述框架能有效地解决海量监视数据的高效采集和处理,能够实时捕捉故障并进行有效分析与排除,其处理时效和准确性满足气象综合业务实时监控的需求.     

基于聚类的超声射频图像阴影双线性补偿方法

待识别目标个体若处于图像阴影区域,其轮廓特征就会出现模糊或者失真丢失的情况.传统超声射频图像阴影补偿方法难以提高原图像的清晰度,且阴影补偿后的图像亮度偏低.为此提出基于聚类的超声射频图像阴影双线性补偿方法.采用固定阈值法将图像分成两组,计算两组图像方差的最大值,确定阈值.采用模糊聚类算法将所有辨识对象划分为某一类属性,获取新聚类中心和起初聚类中心之间的距离差,设置对应门限分割条件完成图像分割.利用加权估计位置插值点灰度值计算双线性插值,最后引入RGB色彩空间抑制蓝光分量,将其转换至HIS色彩空间内,完成图像色度、亮度以及饱和度的双线性补偿.实验证明,所提方法补偿后图像阴影区域比原始图像更加清晰,且非阴影区域图像的特征也具有理想的亮度,实验结果证明了所提方法的应用鲁棒性较强.     

异时滞分数阶细胞神经网络的电路设计与仿真

针对目前细胞神经网络的电路模型中鲜有人考虑系统延时的问题,提出一种异时滞分数阶细胞神经网络模型.用Matlab数值仿真结果表明理论可行,再借助Multisim软件分别构造输出函数单元电路、分数阶单元电路,用带LCL低通滤波的有源电路在一定频率附近产生固定时滞值τ,研究不同时滞组合下系统的混沌特性.电路仿真结果表明,改变系统某参数的值可使异时滞系统产生与Matlab数值仿真相似的混沌相图,从而证实异时滞分数阶细胞神经网络的物理可实现性和系统鲁棒性,相比于无时滞系统更具现实意义和工程价值.     

基于集成学习的卡车空压系统故障诊断研究

针对故障特诊复杂多样和故障样本类别不平衡,使用传统故障诊断算法对机械设备进行故障预测时预测结果正确率和可靠性偏低的问题,提出一种改进的Stacking集成学习结构,一方面对数据集进行降采样来重构数据集,另一方面使用贝叶斯优化和网格搜索来调节单个机器学习模型参数,最后通过改进的Stacking集成学习框架将训练好的强机器学习模型融合在一起,实现对机械设备故障的预测.在斯堪尼亚卡车空压系统故障数据集上进行实验,获得了比LightGBM、CatBoost等任一单模型更好的效果,较适用于复杂工况下的机械设备的故障诊断,为准确率和可靠性要求高的场景提供一种解决方案,具有较强的应用价值.     

实时机模型及时间语义指令集研究

混合关键系统中,具有不同安全和时间关键度的应用程序共享计算资源.由于系统中存在多种不确定性,设计者需要能同时满足功能行为确定性、时间行为可预测性和高计算性能等多重设计约束的紧致时间设计方法,对现有计算机体系结构及编程语言的理论和方法提出了新的挑战.提出支持时间语义的实时机模型RTM和时间触发指令集TTI,作为构建多层次协同的紧致时间设计方法MTTT的重要基础.最后以直升机飞控程序为例,说明RTM思想和TTI指令集的有效性.     

新型电路版图布局布线算法设计

调研了电路自动布局布线技术的国内外研究现状,在此基础上设计了一种面向中等规模电路布局布线算法,主要用于大型版图设计软件的模块测试环节,为用户提供各模块初步的布线布局结果,方便用户高效查找并修正错误点,填补了我国在相关领域的空白.建立了超图模型并转换为图模型,改进了Stoer-Wagner算法并利用该算法和Fiduccia-Mattheyses算法对图进行了基于最小割理论的划分,从而构建出一棵划分树.在这棵树的基础上设计了一种二元相对移动算法来确定各个电路元件的位置,大大降低了布局拥挤度,提高了美观度,对于数百元件的电路均能在0.5s内得出布局结果.基于A*算法在多个方面做了改进,提高了布线速度,对于线路数1000以下的元件能在0.1 s～60 s内得出结果,实现了100％ 布通率以及均匀的布局布线效果.     

YOLOv3-tiny的硬件加速设计及FPGA实现

YOLOv3-tiny具有优秀的目标检测能力,但模型所需的计算力依然较大,难以实现面向嵌入式领域的应用。提出一种YOLOv3-tiny的硬件加速方法,并在FPGA平台上实现。首先,针对网络定点化设计,以数据精度与资源消耗为设计指标,通过对模型中数据分布的统计以及数据类型的划分,提出了不同的定点化策略。其次,针对网络并行化设计,通过对卷积神经网络计算特性的分析,使用循环调整、循环分块、循环展开和数组分割等方法,设计了可扩展的常用硬件计算单元架构。然后,针对网络流水化设计,从层间与层内2个方面进行研究,以层间数据流方向和层内任务划分为基础,设计了一种灵活的流水化计算架构。最后,在XILINX XC7Z020CLG400-1平台上进行实验,结果表明,相较于667 MHz的单核ARM-A9处理器,加速比高达290.56。     

高保真IP指挥调度系统关键技术应用

高保真IP指挥调度系统是在继承传统话音指挥调度系统的体系架构和业务应用模式的基础上,研制的新一代话音指挥调度系统.通过采用国产自主可控技术、宽频话音编码技术、大容量会议混音技术、回声消除技术及多级降噪等关键技术,系统功能、性能和安全性得到进一步提升,特别是话音质量在原来口令清晰的基础上达到了人员可辨,有效满足了未来话音指挥调度的业务需求.