一种机器人动力学方程快速计算的三角函数发生器

在机器人动力学方程的快速计算中，三角函数的计算占了很大的计算比例， 如何快速地计算三角函数是动力学方程计算要解决的重要任务之一．本文在简单介绍了CORD IC算法后，提出一种位并行迭代的CORDIC结构来实现三角函数的运算，随后给出了该结构的 FPGA实现及仿真结果，并给出计算速度与精度分析．该结构兼顾芯片面积和计算速度，易于 VLSI实现．     

基于DSP的无人机遥感影像SIFT算法设计与实现

为了满足尺度不变特征变换（SIFT）算法临场处理大尺寸无人机（UAV）组网遥感观测影像的实时快速需求,提出一种基于数字信号处理器（DSP）内核的硬件乘法器来处理单精度浮点型像素数据乘法的算法实现方案。首先,根据DSP内核的硬件乘法器的数据输入、输出特性,重构SIFT算法的图像数据结构和图像函数,以实现硬件乘法器对SIFT算法单精度浮点型像素数据的乘法计算;其次,采用软件流水技术重新编排迭代计算,以增强算法的并行计算能力;最后,将在算法计算过程中产生的动态数据迁移至第三代双倍速率同步动态随机存储器（DDR3）中,以提升算法数据的存储空间。实验结果表明,DSP平台的SIFT算法可以实现对1 000×750的UAV遥感影像的高精度快速处理,所提方案满足无人机组网遥感影像临场处理对SIFT算法的实时快速要求。     

改进型Cordic高精度DDS硬件实现

针对传统Cordic算法中迭代方向由剩余角度计算结果决定的缺陷,采用一种旋转方向预判断和校模因子改进的方法,在实现并行处理时由输入角二进制各位位值对迭代方向进行预测,可合并部分硬件电路,节省资源,提高算法运行速度和计算精度。实验结果表明,改进后的直接数字频率合成输出信号频谱杂散小且无杂散动态范围提高了20 dB,硬件资源比传统算法节约28％,计算误差达到10-5,该算法在速度、精度和资源低消耗上具有优势。     

整数提升小波多相矩阵分解系数的快速提取算法

整数提升小波多相矩阵分解系数不唯一,选取方法多样,计算量大。首先采用滤波器迭代次数选取算法,按照输入的信噪比(SNR)比例求出优化迭代次数;然后以非线性迭代比较算法为判定准则,结合求出的优化迭代次数,得到满足参数要求的优化分解系数。迭代次数是依据待测数据求得的,因此优化分解系数对该数据取得较好的处理效果,满足多相矩阵分解系数选取的要求。迭代比较算法满足收敛特性,通过比较滤波器的冲击和阶跃响应是否满足设定的误差限,可减少迭代运算次数,快速准确地选取优化小波系数。通过实验分析可知,该快速提取算法能有效满足数据处理的要求,减少待测数据处理的计算量,提高数据处理的效率。     

一种基于CORDIC算法的高精度反正切求解

传统的CORDIC(坐标旋转计算机)算法进行高精度反正切求解时存在迭代次数多、收敛速度慢、资源消耗大等问题,提出一种改进的高精度CORDIC算法.该方法利用传统的CORDIC算法迭代数次后得到正弦信息,并利用角度和正弦值近似的原理,对迭代后的结果进行误差补偿,有效提高了相同迭代步数下的计算精度.实验数据表明:32位改进...     

基于FPGA的旋转变压器CORDIC解码算法的研究

针对旋转变压器解码系统测量精度不高、解码周期长、占用FPGA资源多的问题,设计一种改进型流水线结构的旋转变压器CORDIC(座标旋转数字计算法)解码算法.通过分析反正切函数的特征,对旋转变压器的输出信号进行角度变换,对测量角度进行全平面扩展,将CORDIC解码算法中复杂的三角函数运算转化为一系列简单的移位和求和运算.算法以FPGA为硬件载体,采用Verilog HDL语言实现.研究结果证明,改进型的CORDIC解码算法测量精度可达1％,动态响应小于1μs,满足电机转速测量的高精度、低延时需求,对复杂环境下的电机转速研究和应用具有重要的价值.     

差分迭代椭圆算法

在一般光栅象素的椭圆生成算法中,其主循环中均带有乘法和开方等运算,历而其计算量较大。本文介绍的差分迭代椭圆算法,利用椭圆的某一参数方程可表示成两个圆参数方程的组合,而采用圆的差分迭代算法。因此,使其在主循环中仅有加、减法和移位运算,极大地降低了计算量,并易于硬件集成。本文还对椭圆弧的生成作进一步讨论,并举例就其误差与中点椭圆算法作了比较。     

迭代算法在Excel中的实现探究

迭代算法是指利用计算机反复执行同一个模式的运算,并结合变量因素,实现对最终值的明确。迭代算法是一种线性的函数计算模式,基于不同的运算方式,可以将其分为雅克比迭代、二分法迭代、牛顿迭代等,基于此方程在Excel中的应用,不需要软件便可直观展现计算最终数值。笔者基于迭代算法在Excel中的应用,阐述了迭代算法应用的要点和原理,并对不同迭代算法的应用进行了分析,具有重要借鉴价值。     

结合前馈调参与迭代学习的数据驱动控制方法

在前馈控制中, 需要尽可能的去除前馈控制器对系统模型的需求, 同时保证高精度和鲁棒性. 本文提出了 一种数据驱动的将迭代前馈调参与迭代学习控制进行结合的方法, 通过引入基函数参数化的前馈控制器和输入整 形滤波器, 使用梯度下降法求解最优系统前馈控制器, 消除期望轨迹引入的扰动; 通过迭代学习控制, 消除系统重复 性扰动, 进一步提高控制精度. 算法具有不依赖系统模型, 高精度, 适用于变轨迹任务的优点. 文中给出了相应的仿 真, 并应用到一个直线电机系统, 通过实验验证了算法的有效性.     

基于FPGA的数字三相锁相环的优化设计

数字三相锁相环中含有大量乘法运算和三角函数运算,占用大量的硬件逻辑资源。为此,提出一种数字三相锁相环的优化实现方案,利用乘法模块复用和CORDIC算法实现三角函数运算,并用VerilogHDL硬件描述语言对优化前后的算法进行了编码实现。仿真和实验结果表明,优化后的数字三相锁相环大大节省了FPGA的资源,并能快速、准确地锁定相位,具有良好的性能。     

在计算机中实现三角函数的硬件解算方法

针对目标跟踪中大量存在的三角函数运算,提出在火控计算机中建立三角函数解算单元,采用硬件实现三角函数解算的设想。而三角函数解算单元是一种可以完成正弦函数解算功能的函数芯片。它的设计核心是以角度值为地址,通过硬件查表计算,可对0到90度的正弦函数值进行查表。查表精度可设计到0.001°,最大查表时间即为函数值的解算时间。余弦查表计算是采用正弦同一芯片,可以根据相位差90度的关系进行查表。实践表明三角函数的硬件解算速度快,精度高,可以替代通常方法的函数解算。因此,如果在火控系统中,设计一个地址译码器电路,就可建立多个三角函数芯片解算单元,通过计算机数据指令,实现对多个三角函数值的并行计算,从而提高系统对多个目标的快速跟踪处理能力。     

基于FPGA与ARM的多路时序控制系统设计与实现

介绍了基于FPGA与ARM7的多通道、多时间范围的同步时序控制系统,采用FPGA实现20路高精度的信号延时输出控制,通过ARM7的数据总线接口实现了ARM与FPGA的数据交互;重点介绍了系统的硬件电路设计、ARM与FPGA总线的设计和FPGA内部程序模块的设计;各通道的输出信号类型与延时时间等参数均可以通过人机接口现场配置,也可以通过上位机软件来配置;该设计可以保证各通道信号通过外触发信号为基准来进行延时输出,系统的延时时间精度小于2μs;ARM7处理器芯片采用PHILIPS公司的LPC2214,FPGA采用Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240;采用硬件描述语言Verilog HDL来设计延时模块,延时精度达到1μs;该系统在靶场测试中验证了其正确性和有效性。     

基于融合模型的高精度倾角测量系统设计

针对现有倾角测量在宽范围内误差大的问题,提出了一种基于融合模型的高精度倾角测量系统设计方案,首先通过测量误差机理分析建立双MEMS加速度计的融合模型,再拟定标定方案确定模型相关参数,最后对硬、软件进行设计,可实现0~360°内角度的高精度测量。经高精度转台对比实验验证,该设计系统具有功耗低、宽测量范围内精度高等优点,能够实现在宽范围（0~360°）的高精度测量,且测量精度达到±0.05°。     

高精度热电偶测温电路设计与分析

在工业现场影响热电偶测温精度的因素是多方面的,除热电偶本身误差外,主要是输入通道误差、冷端补偿误差和分度表非线性校正误差;围绕以上3个主要因素,设计了一种可应用于复杂工业环境的高精度热电偶温度测量电路,结合设计方案针对于前两种因素在深入分析误差内在机理基础上给出误差计算公式;针对非线性校正误差提出一种等精度最小二乘拟合校正算法,使用该算法可根据校正精度要求,将测温范围自动划分等精度区间与传统插值法相比,在不增加计算量的前提下大大提高了校正精度;提出的误差计算公式和非线性校正方法,对于高精度热电偶测温电路的设计具有适用性和重要的指导性,经实际应用验证设计方法满足了复杂工业环境下高精度的测温要求。     

基于光电码盘的电机高精度转角定位系统

在转动系统中,如何对电机进行高精度控制和小角度转角定位,是一个不易解决的问题。以TI公司的TMS320LF2812型DSP为核心控制器,用CPLD对光电码盘实现倍频,从而通过角速度的反馈量精确控制电机。文中讨论了光电码盘的工作原理,倍频方法,以及整个系统的硬件实现和控制策略。该系统完全可以实现电机的精密控制,有较好的实用性。     

基于FPGA与FSM的高精度测角系统设计与实现

介绍了一种基于有限状态机(FSM)的高精度角度测量系统。该系统采用Renishaw高精度增量式光电编码器作为位置传感器来测量角度,在FPGA上用VHDL语言描述与仿真有限状态机,实现信号滤波与去抖,从而保证了计数器计数的正确性。在ARM9处理器上实现角度的实时计算,并控制转台旋转。在激光跟踪测量系统的工程应用中验证了该系统的正确性和有效性。     

基于Arduino的磁编码器轴角解算系统设计

磁编码器轴角解算技术是伺服系统中反馈电机运动状态的关键技术之一.磁编码器轴角解算的精度是决定伺服系统精度的关键因素之一.为提高轴角解算的精度,基于霍尔式磁编码器工作原理,设计了基于Arduino的磁编码器轴角解算系统.该系统以Arduino作为主控制器,由正交安装在磁铁下方的2个霍尔元件构成磁编码器.磁编码器感应磁场变...     

线性方程组迭代法在流处理器上的映射与分析

斯坦福大学的Imagine流处理器具有很强的计算能力，如何将该体系结构应用在科学计算领域是当前研究的热点。解线性方程组的迭代法在工程和科学计算的各个领域中有着十分广泛的应用，该算法具有较好的计算密集性和并行性，十分适合流处理器的计算模型。本文分别针对系数矩阵的规模大小和稠密程度，介绍了Jacobi和Seidel迭代在流处
理器上的映射。实验结果表明，迭代算法能高效地开发Imagine的计算能力，取得较高的性能加速。     

Precis: a usercentric word-length optimization tool

Translating an algorithm designed for a general-purpose processor into an algorithm optimized for custom logic requires extensive knowledge of the algorithm and the target hardware. Precis lets designers analyze the precision requirements of algorithms specified in Matlab. The design time tool combines simulation, user input, and program analysis to help designers focus their manual precision optimization efforts.