基于FPGA的计算机系统原型仿真平台设计

如何帮助学生实现认知上从理论到实践的飞越,是传统计算机体系结构教学面临的最大挑战.目的是构建可重构的计算机系统原型仿真实验平台,给学生创造一个设计计算机系统原型的机会.通过FPGA仿真验证和C语言模拟器仿真的方法,以32位乱序流水线的RISC处理器原型为核心,构建了C语言模拟器、RTL仿真器和FPGA仿真验证平台,移植和改造了操作系统、编译器等系统软件和工具链,最终设计和实现了一套完整的计算机系统原型仿真教学实验平台.仿真教学实验平台与目前传统的计算机系统教学实验平台相比,具有较先进的技术水平,并具有开放性,可扩展性,综合性的特点,易于在教学中使用.     

基于深度神经网络的多指灵巧手抓取手势优化

基于深度神经网络模型,提出了一种适用于多指灵巧手的抓取手势优化方法。首先,在仿真环境下构建了一个抓取数据集,并在此基础上训练了一个卷积神经网络,依据目标物体单目视觉信息和多指灵巧手抓取位形来预测抓取质量函数,由此可以将多指灵巧手的抓取规划问题转化为使抓取质量最大化的优化问题,进一步,基于深度神经网络中的反向传播和梯度上升算法实现多指灵巧手抓取手势的迭代与优化。在仿真环境中,比较该网络和仿真平台对同一抓取位形的抓取质量评估结果,再利用所提出的优化方法对随机搜索到的初始手势进行优化,比较优化前后手势的力封闭指标。最后,在实际机器人平台上验证本文方法的优化效果,结果表明,本文方法对未知物体的抓取成功率在80%以上,对于失败的抓取,优化后成功的比例达到90%。     

基于三阶超螺旋滑模观测器算法的机器人力矩估计方法

本文研究了六自由度(6-DOF)机器人关节力矩估计问题.为了提高机器人关节力矩估计精度,本文设计了一种三阶超螺旋滑模关节力矩观测器.在对观测器系统进行稳定性分析时,本文设计了一种新的Lyapunov函数证明了观测器闭环系统的稳定性.与已有的机器人力矩观测器结果不同,该力矩观测器仅以机器人关节角度作为观测器输入信号,减少了对机器人系统信息的依赖.最后,以6-DOF工业机器人为对象,开展实验验证.实验结果表明,与传统线性力矩观测器相比,本文提出的滑模力矩观测器估计误差小,验证理论的正确性.     

基于流特征的数据中心非对称流负载均衡方法

数据中心边界广泛部署的地址转换技术产生的非对称流为负载均衡系统的设计带来了挑战.为了解决软件负载均衡系统不能充分发挥多核处理器和网卡硬件能力的问题,提出一种基于流特征的非对称流负载均衡方法.首先,分析网卡的数据包散列机制,提出数据包调度算法,将数据包调度至预期的CPU核;然后,基于会话报文序列的时间与空间特征,构建大象流识别算法;最后,基于识别结果,提出负载均衡方法.实验结果表明,非对称流负载均衡方法可以正确处理非对称流的负载均衡,平均吞吐率提升约14.5%.     

基于洞庭湖水沙模型的荆南三河冲淤变化研究

荆南三河起于荆江河段,水沙情势受上游来水来沙条件影响较大,荆南三河冲淤变化研究有助于认识洞庭湖地区防洪形势和江湖关系的演变。本文构建了洞庭湖水沙数值模型,计算了三峡工程运行后荆南三河各河段的冲淤变化,并结合实测冲淤数据探究了影响荆南三河冲淤的因素。计算结果表明,三峡工程运行后荆南三河河道发生普遍冲刷,冲刷趋势短期内不会变化,但冲刷强度逐渐下降。三峡工程运行后,荆南三河口门分流量、分流比和分沙比均无明显趋势性变化,分沙量大幅度减小,清水下泄改变了荆南三河冲淤状态。此外,采砂对荆南三河冲淤也有重要影响。     

基于智能经纪人的新型电力双边交易模式

针对当前电力双边市场的交易效率和业务透明度不高的问题,提出智能经纪人促进电力双边交易的构想。梳理当前电力双边市场存在的主要问题,设计智能经纪人的功能理念;分析市场主体的潜在价格让步空间,研究考虑潜在交易前景的个性化协同撮合方法;构建基于智能经纪人的新型电力双边交易模式,并开发配套智能交易平台。以某省电力市场数据进行市场模拟,算例结果表明,智能经纪人可以降低双边交易成本以及提高市场成交率。     

Analysis on influencing factors of detecting chemical oxygen demand in water by ultraviolet absorption spectroscopy

Taking the standard solution and actual water samples as the research object, this paper studies the influence of various environmental factors (temperature, alkalinity (pH), inorganic salt ions and salinity) on the detection of chemical oxygen demand (COD) in water by ultra-violet (UV) spectrometry, analyzes the influence mechanism, and draws relevant conclusions. The results show that the UV absorbance of the COD standard solution and the actual river water samples varies very little with temperature. The value of pH has certain impact on both the standard solution and the actual water samples, but the pH values of the affected experimental samples are in different ranges. The effects of nitrogen salt ions (NO2- and NO3-) on the UV absorption spectra can be eliminated by intercepting the UV spectrum interval less affected for modeling. The influence of salinity values below 35‰ on the UV absorption spectrum of water is mainly concentrated in the spectral band of 200—250 nm, and the influence above 250 nm is very little. This paper provides a preliminary analysis and discussion on the influence mechanism and laws of various environmental factors in the detection of water quality parameters by UV spectrometry, which provides an experimental basis for selecting the optimal test conditions when establishing the COD prediction model.     

基于UVM的PCI Express总线控制器验证平台

针对高速外设部件互连(Peripheral Component Interconnect Express,PCIe)总线控制器数据格式复杂、链路状态繁多的特点,提出了基于System Verilog语言的通用验证方法学(Universal Verification Methodology,UVM)验证平台。相较于传统定向验证方法,该验证平台中的验证用例使用受约束的随机方式对PCIe模块进行充分验证,能自动进行结果比对,并在回归测试中自动收集覆盖率数据。结果表明,该验证平台可以快速定位设计缺陷,在兼顾较好的可重用性和可配置性的同时,实现覆盖率验证目标,大大提高验证效率。     

基于深度稀疏自编码网络和场景分类器的 电网气象故障预警方法

为保证电网安全稳定运行,提高电网防灾减灾和弹性水平,提出了一种基于深度稀疏自编码网络和场景分类器的电网气象故障预警方法。首先,采用主客观权重相结合的动态赋权方法,对气象因子进行初始赋权,以合理表征不同气象因子对电网故障的影响程度。然后,对传统的深度自编码网络增加稀疏性约束条件,以提高网络训练的收敛性,并在深度自编码网络的最后一层增加场景分类器,以提高气象因子与电网故障场景间关联关系的合理性。最后,将带权重的气象因子以及设备因子和环境因子作为深度稀疏自编码网络的输入,利用支持向量机构建多因素耦合的电网气象灾害故障预警模型。采用实际电网故障算例验证了所提方法的有效性。     

基于激光自混合干涉调频信号的位移测量实验

激光自混合干涉在高精度测量领域发挥着越来越重要的作用,微位移测量已应用于大型土木结构、航空航天、健康监测等。传统测量以调幅信号为主,但随着噪声加强,测量误差越来越大,甚至难以测量。为此,采用马赫-曾德尔干涉仪,实现了调幅/调频信号转换。针对大噪声环境下的调频信号,利用多次希尔伯特变换进行相位解卷,实现了原始信号的重构。数值仿真结果证明了该方法的有效性,在10 dB白噪声环境中,系统的信噪比为10.0614 dB,估计误差为0.0614 dB。实验结果表明,微位移重构的误差在100 nm以内,且调频信号的信噪比远高于调幅信号。该方法适用于超精密测量,且在大噪声环境下仍具有较高的信噪比。