符合AUTOSAR架构的车辆电控系统软件配置库部署和集成方法

致力于提高日趋复杂的车辆电控系统软件在不同硬件平台的复用能力的AUTOSAR架构应用越来越广泛。符合AUTOSAR架构的软件设计和实现过程必然要与软件配置管理结合。在IBM Rational Clear Case环境下,对基于AUTOSAR架构的车辆电控系统软件配置管理四库部署和集成方法进行讨论。应用效果证明该方法能顺畅地与项目组织结构相结合,有效地增强专业积累能力、项目变更控制有效性和开发效率。     

符合AUTOSAR规范的MCU驱动设计和实现

AUTOSAR是面向汽车领域的嵌入式软件体系结构标准,整体上分为应用层、RTE层和基础软件层。基础软件层包含系统服务、ECU抽象层和微控制器抽象层,硬件驱动程序的接口规范定义在ECU抽象层和微控制器抽象层中。根据AUTOSAR基础软件层规范,研究了符合AUTOSAR规范的底层驱动设计开发方法,并在MPC5634微控制器上,设计和实现了MCU的驱动程序。     

便携式生物芯片检测仪嵌入式系统研究

生物芯片技术的提高催生了在该产业链中扮演重要角色的生物芯片检测仪器的不断发展,本文通过分析国内外目前生物芯片检测仪的现状,指出生物芯片检测仪器的小型化、集成化、自动化将成为发展的又一新趋势。并介绍了便携式生物芯片检测仪器的软件、硬件平台构建方案,最后对本系统所使用的ATR核心算法作了简要论述和试验分析。     

基于ZYNQ的随机森林分类器实现

由于嵌入式设备的计算能力及存储空间等限制,大多数深度学习算法还不能脱离实验室的超级计算机,这就需要将软件算法进行硬件化设计,减少对核心算力资源的使用。针对算法在硬件平台移植过程中的优化问题,文章提出了一种将随机森林分类算法在ZYNQ系列的FPGA上高效实现的技术方案。该设计通过对资源的优化配置,可以有效节省硬件的存储空间,提升算法的运行速度并降低系统功耗。最后通过识别手写数字的方式检测了分类器的精度与效率。实验结果表明,该方案在保证识别精度的条件下,运行效率可以提升30%以上。     

基于ARM和以太网的远程智能控制仪表的设计

本文采用ARM微控制器LM3S1138和SMSC以太网控制器LAN91C111设计的以太网通信硬件平台,并将μC／OS—Ⅱ实时操作系统和LwIP协议栈移植到该平台上,利用ARM和以太网控制芯片实现的接入方案具有高精度、低成本、高传输率等特点。实现了网络数据传输和仪器的远程控制。     

USB接口的运动控制系统设计

介绍一种基于USB接口的运动控制系统,该系统采用工控机+运动控制卡的形式。重点阐述了运动控制系统硬件和软件的实现方案,包括硬件平台的设计、控制软件的算法设计以及通信协议的制定和实现。     

基于NIOSⅡ的便携式远程医疗监护器硬件平台的设计

随着HHCE(家庭医疗保健工程)的兴起与远程医疗的不断发展,本文提出一种面向用户终端使用的便携式远程医疗监护器的解决方案.该方案在硬件设计上以SoPC(片上可编程系统)技术为基础,在单片FPGA上实现整个系统构建;其中CPU选用Ahera公司的NiosⅡ软核处理器进行开发,硬件平台关键模块使用Ahera公司的EDA软件Quartus Ⅱ V5.0完成设计,且在Ahera 1C20 FPGA开发板上通过了验证.本文着重阐述了整个硬件平台的设计流程与研制过程,并给出了关键技术的设计思路和重要步骤.     

基于AUTOSAR标准的TCU软件设计

基于AUTOSAR汽车电子软件架构标准提出了湿式双离合变速箱控制单元(TCU)的嵌入式软件架构,并对其软件组件与接口层实时环境的配置进行了详细设计。测试结果表明,接口层实时环境配置实现了应用层软件与底层基础软件的分离,并通过AUTOSAR操作系统对TCU任务进行调度。     

基于总线的片上多处理器SoC仲裁算法研究

为了探寻在不同的系统负载和系统约束下选择最佳的仲裁算法方案,本文以固定优先级、轮转优先级、混合优先级、加权随机算法4种仲裁算法为载体,在一个包括操作系统在内的软件支持的可配置的片上多处理器系统平台中,研究不同类型通讯任务要求下对系统性能的影响.以任务完成时间为标准得出以下结论(1)独立任务下带OS的MPSoC采用可调的加权随机仲裁算法性能最好;(2)流水线任务下不带OS的MPSoC采用轮转优先级仲裁算法性能较佳;(3)在不同类型的通讯任务下轮转优先级算法表现稳定;(4)总线负载较重的情况下混合优先级算法表现出色.另外,本文还对仲裁算法对系统实时性的影响进行了阐述.     

基于ARM和以太网的远程智能控制仪表的设计

采用ARM微控制器LM3S1138和SMSC以太网控制器LAN91C111设计的以太网通信硬件平台,将μC／OS－Ⅱ实时操作系统和LwIP协议栈移植到该平台上。利用ARM和以太网控制芯片实现的接入方案具有高精度、低成本、高传输率等特董,实现了网络数据传输和仪器的远程控制。     

惯性稳定平台变置信度优化平滑CMAC复合控制

提出了一种基于变置信度(MC)及优化平滑算法(OS)的改进型小脑模型关节控制器(CMAC)复合控制方法,用于提高航空遥感惯性稳定平台控制系统指向精度及稳定性。首先,以CMAC学习过程中存储单元被激活的次数为依据,对存储单元设置不同的置信程度,提高了CMAC控制器的学习效率与控制精度,避免了系统动态跟踪中过学习发散现象而导致的控制系统精度下降甚至崩溃;其次,针对常规CMAC算法系统输出波动较大问题,加入优化权值算法,改善系统输出平滑性,提高了CMAC控制器的稳定性,避免了系统输出波动对电机及传动系统损害;最后对提出方法进行了仿真分析并利用实验室某三轴惯性稳定平台进行实验验证。实验结果表明:采用基于MCOS的改进型CMAC复合控制方法后,稳定平台系统控制精度、响应速度及输出平滑稳定性均得到有效提高,动基座推车实验框架角位置水平跟踪误差RMS值为0.021 6°,相对PID与常规CMAC控制方法分别降低了55.09%和30.55%。     

云操作系统中资源池的构建方法

本文提出了一种云操作系统资源池的构建方法,此方法从资源的结构、资源的采集、资源的映射与资源的同步方面阐述了资源池构造、更新、同步方法。本文对云操作系统中的各种资源进行科学设计,利用内存和数据库的各自优势,将资源的动态信息科学高效地存入内存中,结合数据库静态信息的存放功能和备份功能,通过合理的同步方式,架构了一种合理高效的云操作系统的资源池。实验证明,该资源池的设计方法能够实现云操作系统中资源在内存中科学合理的映射与管理,并能够实现快速实时的资源的获取。     

基于正则化与遗忘因子的极限学习机及其在故障预测中的应用

为了解决在线贯序极限学习机(OS-ELM)算法容易产生奇异矩阵、算法贯序更新过程中没有考虑训练样本时效性的问题,提出基于l2-正则化和自适应遗忘因子的OS-ELM(RFOS-ELM)算法。RFOS-ELM在初始阶段加入正则化机制,克服因矩阵奇异而降低OS-ELM泛化能力的缺点。在贯序更新阶段,RFOS-ELM通过引入自适应遗忘因子实时调整新旧训练样本所占比重,推导正则化条件下带遗忘因子RFOS-ELM的递推更新算法,提高其对动态变化系统的跟踪能力。某型无人机机载发射机故障预测实例表明,相比于传统OS-ELM和正则化OS-ELM算法,本文提出方法具有更高的预测精度。     

基于过流延时整定表的微机反时限算法研究

为了将过流保护用的过流延时整定表变换为微机反时限算法,用国际通用过流反时限特性方程对过流延时整定表进行MATLAB最小二乘拟合,发现对应过流延时整定表的一组反时限特性方程在整定参数上存在近似一致性,从而提出积分限比率的概念,构造出一种微机反时限新的实现方法.该算法可以把有级延时整定方式转变为无级延时整定方式,实现简单,占用内存小.MATLAB仿真表明,延时控制精度对于非常反时限整定表不低于3%,对于一般反时限不低于6%,适用于微机保护装置的各种反时限过流保护.矿用隔爆型高压配电装置过流实验表明,这种微机反时限新实现方法达到工程应用要求.     

单位时间内信号值变化幅度超限算法设计与应用

在工程实际应用中,经常需要设计单位时间内信号值变化幅度超限报警保护功能,而实际工程应用软件中没有可以直接调用的一种算法块实现该功能,技术人员需要调用工程应用软件中的延时算法块、高低比较算法块、脉冲计时块、加法块等算法块进行组合搭建组态逻辑,且设计出来的组态逻辑各不相同,影响组态效率和质量。该文给出了两种算法,实现单位时间内信号值变化幅度超限报警保护功能,并提供了火力发电厂DCS中实现汽轮机10分钟突降50℃报警保护的工程应用,尤其新算法设计方案2构思巧妙,在工程应用中组态简单,算法块较少,既能实现报警保护功能,又达到了节约控制器内存的效果。     

改进免疫算法用于图像复原

为了更好地对图像进行超分辨率重建,对传统的正则化方法进行了改进,提出了更符合实际的新模型:加性广义高斯白噪声与各向异性正则化项.为求得新模型的最优解,引入免疫进化算法并做如下改进:引入记忆单元群,使算法并行地运行在两个抗体群上;提出一种疫苗的自适应选取及接种方法;将混沌算子作为防僵化算子嵌入.分析与实验表明, 基于新模型重建的图像不仅对噪声的类型与方差具有稳健性,而且重建图像的信噪比改善量(ISNR)比传统模型高1.5 dB左右, 同时提出的改进免疫进化算法能够更快收敛,所需步数仅是遗传算法的8%, 传统免疫算法的40%.结果表明,新模型与改进免疫算法组成的图像超分辨率复原系统具有稳定可靠的性能.     

银行家算法在柔性制造系统中的改进和应用

提出了一种应用于柔性制造系统中的避免死锁的算法。该算法是对银行家算法的改进。银行家算法适用于操作系统，而操作系统与柔性制造系统之间存在差异，为使该算法适用于柔性制造系统，必须对其进行改进。通过研究操作系统中的进程与制造系统中的加工任务之间的差别，对算法进行改进。对制造系统采用形式化的建模方法，将建立的模型转换成适合进行模型检查的形式。运用SPIN来对此算法进行仿真，并验证此算法模型的正确性。     

归一化互相关中计算基准子图能量的快速递推

景象匹配对匹配算法的运行速度和内存占用均要求较高。为提升归一化互相关算法的运行速度并降低其内存占用率,本文重点对其中的基准子图能量计算步骤进行了加速研究。经过详细分析,积分图法具有灵活、快速的优点,但缺陷为其在快速计算的同时需花费较大内存,并不适合直接应用在嵌入式系统中。本文提出了一种快速递推算法。该算法利用相邻像素值的能量进行连续递推,计算时可以不必像积分图法那样给所有的图像能量都分配空间,只需预留1行的像素空间便能完成整个能量计算过程。实验结果表明:在时间花费方面,快速递推法具有和积分图法相当的运算速度,耗时均只为传统归一化互相关算法的1/2;在内存占用率方面,快速递推法约为积分图法的1/3以下,且实时图尺寸越大,快速递推法占用的内存越小。综上所述,在归一化互相关算法中利用经典积分图法和本文提出的快速递推法计算基准子图能量,均较传统NCC算法有所加速,两种算法各具优点,经典积分图法快速、灵活,适用于对速度要求高,但对内存占用率要求不太高的应用场景;而快速递推法快速、省内存,更适用于嵌入式系统的应用。     

函数优化的通用SA算法及其在电动滚筒优化设计中的应用

对模拟退火算法用于函数优化时的计算流程、状态产生函数的设置原则、离散变量的优化、计算终止准则等问题进行深入分析,在此基础上提出一种适用于求解各类数学规划问题全局最优解的有记忆功能、带返回搜索的模拟退火算法,用可视化程序设计语言Visual Basic6.0开发相应的模块化计算机程序,并给出YT型电动滚筒优化设计的应用实例.该程序不仅使用方便,而且对各类数学规划问题具有普适性.     

修正的差分进化算法在系统可靠性中的应用

提出了一种修正的差分进化算法(MDE)以解决4种系统可靠性问题,它们分别为串联系统、复杂(桥)系统、串并联系统和超速保护系统.MDE算法对DE算法的变异操作进行了一种有效的改进,使得所有解向量以递增的概率朝全局最优解方向移动.另外,罚函数法被用来处理目标函数值和资源约束之间的关系.相应地,通过结合MDE算法和罚函数法以获得令人满意的可行解.实验结果表明,MDE算法所获得的4种系统的可靠性都要好于文献中所报道的结果,分别为0.931 682、0.999 889 63、0.999 976 65和0.999 955.