数字式时差法超声流量计的设计与实现

基于时差法原理,采用数字化方案设计实现了一种超声波流量计.系统以TMS320F28335数字信号控制器(DSC)为核心,扩展ADS807流水线ADC实现高速数据采集,模拟前端实现超声发射、接收信号调理.DSC软件算法通过互相关及拟合算法求解顺逆流传播时间差,希尔伯特变换与小波变换结合确定渡越时间,在此基础上计算流量.经过流量实测证明,设计的超声流量计充分发挥了数字化方案的优势,较好地完成了流量测量工作.     

LDPC与Turbo解码器中的专用控制器设计

对于兼容LDPC和Turbo码的多模通信信道解码器,解码过程涉及大量数据计算和传输,系统高吞吐率的实时性要求使这类多模解码器的结构变得日益复杂。为此,设计并实现一种专用控制器,对待解码数据进行预处理,以控制整个解码器系统的工作。为满足解码器系统高时钟频率、大量专用运算和数据快速传输3个要求,采用重划分控制器流水线、增加专用指令及加速器和片内存储器划分3种方法,使解码器系统最大程度地实现并行化计算处理。测试结果表明,在专用控制器的控制协调下,解码器能满足LTE标准1 Gb/s和UMTS标准672 Mb/s的高吞吐率要求。使用TSMC 65 nm低功耗库,通过后端布局进行布线设计后,该解码器面积约为490 000μm2,最大时钟频率为540MHz。     

多交叉混沌选择反向小生境遗传算法

为提高小生境遗传算法的全局以及局部搜索能力,提出一种多交叉混沌选择反向小生境遗传算法。利用分段线性混沌映射函数生成一组混沌数序列,在每次进行交叉操作前,依据序列中对应元素的数值大小选择不同的交叉算子进行操作,通过小生境遗传算法产生较优的子代种群。针对子代种群,应用反向搜索策略获得反向种群,在子代种群和反向种群中进行精英选择得到最终新种群,以进一步加强算法的局部寻优能力。仿真实验结果表明,该算法在最优解及均值方面好于小生境遗传算法,从而证明其可行性和优越性。     

基于模糊PID的无人水面艇直线路径跟踪

针对固定参数PID方法在无人水面艇直线路径跟踪控制中出现的大迴转问题,提出一种基于模糊PID的直线路径跟踪方法。在系统中增加模糊推理模块,利用航向与跟踪直线之间的偏差角以及无人艇位置与跟踪直线之间的距离误差,根据模糊推理的方法动态地调整PID参数。通过PID控制器实时调整左右两侧推进电机的输入电压,实现对给定直线路径的自主跟踪。仿真结果表明,在初始航向偏差角较大时,该方法克服了采用固定参数PID控制方法时出现的大迴转现象;在初始航向偏差角较小时,该方法在超调量以及调节时间方面的直线跟踪性能优于固定参数PID控制方法。     

血细胞特性曲线拟合方法的研究

针对血液分析仪对血细胞各个参数检测线性偏差较大的问题,提出一种血细胞特性曲线分段拟合算法。根据血液分析仪检测值与理论值的对应关系,针对不同段的数据,进行分段线性拟合,再根据2条线性曲线段衔接处的3个数据点,采用最小二乘法多项式拟合算法进行过度曲线拟合,实现不同线性段间的平滑过渡,从而避免不同曲线交叉点的跳跃现象。实验结果表明,该方法简单、实用,拟合后的血细胞线性偏差优于血液分析仪行业标准的要求,满足临床应用的需要。     

基于普通Petri网的梯形图中接通延时定时器的建模方法

针对可编程逻辑控制器(PLC)的接通延时定时器(TON),提出了其普通Petri网建模方法。将状态变量描述为库所对,将TON中的指令运算描述为变迁,从而将TON模块描述为一个普通Petri网结构。结果表明该Petri网能够准确地描述TON的动态行为,从而为PLC梯形图程序的形式化设计或验证提供了建模方法。     

基于拉普拉斯方向的差值线性判别分析

标准的LDA方法通常有3个问题:1)为了确保类内散度矩阵的非奇异性,必须首先通过PCA进行维数约简,这限制了对更多维数空间的使用;2)当每人只有单个训练样本时,类内散度矩阵必然奇异,此时LDA无法工作;3)缺乏对像素间的局部相关性的考虑。为了解决这些问题,提出一种基于拉普拉斯方向的差值线性判别分析方法。该方法通过拉普拉斯方向实现更鲁棒的图像相异性测度,通过引入差值散度矩阵来避免类内散度矩阵的奇异性。实验结果显示,该算法对表情变化、光照改变及不同遮挡情况获得了更高的识别率,尤其针对光照变化,效果更加显著。     

基于线性动态系统稀疏编码的异常事件检测

线性动态系统模型结合稀疏编码实现异常事件检测。线性动态系统可有效地捕捉动态纹理在时间和空间的转移信息,描述视频的时空小块。然而,线性动态系统属于非欧氏空间,无法直接用传统的稀疏编码进行异常检测。基于约束凸优化公式,将相似性变换与稀疏编码结合,可实现线性动态系统稀疏编码的优化求解。实验表明,所提出的方法具有更好的性能。     

基于量子克隆的二面体群隐含子群问题量子算法的研究

基于最短向量问题的格公钥密码体制是典型的抗量子计算密码体制。格的唯一最短向量问题可转化为二面体群的隐含子群问题。有效地求解二面体群的隐含子群问题可攻破基于格的唯一最短向量问题的公钥密码体制。Kuperberg提出了二面体群隐含子群问题的半指数级量子算法。通过研究Kuperberg量子算法,利用概率量子克隆,文中提出了二面体群隐含子群问题的多项式时间量子算法。     

结合过渡区的多元线性回归昆虫图像分割方法

针对多元线性回归模型对含阴影的昆虫图像边界分割不准确的问题,提出一种结合过渡区的多元线性回归优化算法。算法首先对多元线性回归模型进行范数优化。即根据图像的RGB三色板信息建立多元线性回归基本模型,再利用余弦范数对模型进行优化。优化后算法对图像的分割效果有所改进,但仍保留了图像阴影部分,因而引入过渡区算法对边界和阴影进行分割,实现图像边界的二次分割优化。与单独应用多元线性回归算法相比,新算法提高了昆虫图像的分割精度,具有较强的鲁棒性。