闭环控制系统的高精度快速测速算法

分析了高精度速度闭环测控系统中的计算时延及其对系统性能的影响,结合编码器周刻线数的特点,采用了一种新颖的简化计算方法.在保证分辨力的前提下,减少速度计算工作量,缩短计算时间,可提高采样频率,拓宽测量范围.在特种工程车的闭环速度控制系统中获得成功应用.     

利用合理抽样加快自相关数字滤波运算速度

在弱信号检测技术中,自相关滤波是滤除噪声干扰的有效方法,但由于计算量太大,一般的单片机很难实时地完成运算。针对涡街传感器在低流速时信号特征,设计了自相关数字滤波器,采用抽样计算的方法使计算时间缩短到典型算法的1/10~1/20,将流速下限降到1.8 m/s,并在气体涡街流量计中得到很好的应用。     

分段计算密度的瓶颈带宽测量方法

瓶颈带宽包对测量方法的核估计过滤算法窗宽选择对于计算的精度和速度有着重要意义,针对这个问题,提出了一种有效的分段计算密度的瓶颈带宽测量方法.对网络瓶颈带宽进行初始测量并对得到的样本进行过滤,通过计算得出瓶颈带宽的大概测量范围和测量时受背景流量的干扰程度,然后动态划分密度计算区间,按照划分的计算区间作为窗宽对测量样本进行核估计.该方法相对于用固定比例窗宽的核密度算法过滤瓶颈带宽测量采样值更加合理,既不影响计算的精度,又提高了计算速度和效率,适合在需要经常监控瓶颈带宽的情况下使用.     

SVPWM新型算法的研究

在对传统SVPWM算法分析的基础上,本文提出了一种新型SVPWM快速算法.这种方法简化了传统的算法,即采用三相电压进行计算,简化了一些非线性运算.并通过Matlab/Similink仿真,验证了算法的有效性,从而简化了程序.减少每个控制周期CPU的执行时间.     

电压波动与闪变的测量方法研究

为了简化电压波动与闪变的测量过程,避免国际电工委员会(IEC)推荐的测量方法中的多次滤波运算,利用LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台,实现了基于快速傅里叶变换的电压波动与闪变测量。给出了测量软件的流程图和用户操作界面,并对测量结果进行了误差分析。通过与国际电工委员会推荐的测量方法对比,证实了此测量方法是一种准确、简便、实用的离散化计算方法。     

基于PSD的高精度激光校准仪的设计

针对国内对轴系的校准技术普遍采用传统的手工方法,提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)的高精度激光校准的解决方法。在PSD信号处理上,使用高精度的A/D转换单片机运用软件算法的方式代替传统的运算电路方法计算PSD位置值,有效地提高了系统的精度和稳定性。回转式校准仪的偏移测量范围为±4mm,分辨力为1.5μm、精度为5.5μm。可以广泛用于精确轴系校准和定位。     

飞机结构件动态变形测量技术研究

针对飞行试验中飞机结构件的动态变形测量问题,提出了一种基于图像的测量方法,对其中涉及的关键技术进行了研究;采用10参数模型非线性成像模型补偿摄像机系统误差,引入摄像机动态校准算法,使摄像机标校重投影误差小于0.03 pixel;采用编码标志作为测量标志,提高了图像自动识别和匹配效率;采用双像机交会测量计算测量标志位移变形量可达到0.15 mm/m;实验证明,该方法满足飞行试验中飞机结构件动态变形要求。     

基于组合形态学的齿轮参数视觉测量方法

为提高齿轮测量精度,提出一种基于组合形态学边缘检测算法的齿轮参数测量方法。对工业相机采集的齿轮图像做畸变矫正后进行滤波和二值化等预处理;针对传统边缘检测算法存在的不足,采用检测精度高、抗噪声性强的组合形态学边缘检测算子提取齿轮单像素边缘;采用连通域操作填充齿轮轴孔,利用质心法定位齿轮圆心;计算齿轮边缘点到圆心的距离;利用量块进行像素当量标定,转换后得到齿轮几何参数测量值。实验表明,对比几种边缘检测算法的测量精度和速度,所提出的齿轮参数视觉测量方法具有更高的测量精度和良好的抗噪性。     

基于PNX1500的H.264视频编码器实现和优化

在基于PNX1500 DSP的视频监控系统中实现了H.264视频编码器,提出了一系列优化方案：利用PNX1500的MBS硬件处理能力计算半像素插值;在算法级简化了运动估计,提前判断宏块的跳过模式;在代码级,利用定制运算及编译优化选项,进一步提高了编码速度。测试结果表明,优化后的编码器可以实现对CIF格式视频流的实时编码。     

基于惯性椭圆拟合的小目标姿态测量方法

视觉测量方法在飞行器姿态测量中被广泛应用,然而远距离飞行目标成像纹理缺失会使传统光测手段应用受限。对测量中采用的追踪手段、图像分割技术以及测量方法进行研究,提出一种改进的小目标姿态测量方法。利用高速相机拍摄目标,通过跟踪算法对运动目标进行框选,使用非面积极大区域抑制法分割目标,计算目标图像的惯性椭圆从而实现目标姿态测量。实验结果表明,在仿真情况、低复杂度及高复杂度的真实拍摄场景下,该方法的误差分别低于0.233°、0.307°及0.325°,基本满足导弹等小目标的姿态测量精度需求,测量结果稳定可靠,能够有效降低人工判读的工作量。     

基于边缘滤波器光纤光栅波长解调技术的研究

描述了基于边缘滤波器、自参考、可带中心波长自动跟踪的光纤光栅波长解调器。主要应用于水声信号的检测,中心波长自动跟踪范围为16.6nm,解调器的静态测量的相关系数为0.9948,最小分辨力为13pm,动态范围为490pm,动态测量的带宽为10Hz～5kHz。     

基于动态估算的直流电机速度测量方法

针对常规直流电机测速方法中存在的精度低、低速测量滞后严重等问题,设计了一种高精度的速度动态估算方法.在M/T法的基础上,利用FPGA的高速、实时性特征,将光电编码器反馈信号进行滤波、倍频、鉴相,实现速度计算.针对控制信号的上升沿到第一个被测脉冲上升沿之间的不完整被测脉冲,利用小数估计不完整被测脉冲的思想,用前一个相邻完整脉冲来估算不完整被测脉冲值.仿真结果表明,该速度估算方法可以准确地测量直流电机的速度,测量结果输出滞后时间小于2 μs.     

割草机刹车性能试验台自动测试系统的设计与实现

介绍了割草机刹车性能试验台自动测试系统实现方法,论述了利用变频器电机加速减速原理、使用单片机和编码器测量转速原理、刹车片的温度和厚度测量原理、单片机和工控机之间的通信模式.     

恒定低温法在低湿区露点检测中的应用

在低湿区环境下的露点检测中,电容式露点传感器测量的频率与露点值呈现非线性,且受环境温度影响很大,此外,湿度越低,测量的分辨力也越低。采用了一种恒定低温方法来检测低湿区露点,即传感器的环境温度恒定保持在0℃以下,可大大提高低湿区的测量分辨力,再根据露点值与频率值间具有的确定的非线性关系,将采集的频率经牛顿插值计算后就可得到露点值。采用该方法大大提高了电容式露点仪在低湿区露点检测的分辨力,扩展了其测量范围。     

面向异构架构的传递闭包并行算法

传统求图传递闭包的方法存在计算量大与计算时间长的问题。为加快处理大数据量的传递闭包算法的计算速度,结合算法密集计算和开放式计算语言（OpenCL）框架的特征,采用本地存储器优化的并行子矩阵乘和分块的矩阵乘并行计算,提出一种基于OpenCL的传递闭包并行算法。利用本地存储器优化的并行子矩阵乘算法来优化计算步骤,提高图形处理器（GPU）的存储器利用率,降低数据获取延迟。通过分块矩阵乘并行计算算法实现大数据量的矩阵乘,提高GPU计算核心的利用率。数据结果表明,与CPU串行算法、基于开放多处理的并行算法和基于统一设备计算架构的并行算法相比,传递闭包并行算法在OpenCL架构下NVIDIA GeForce GTX 1070计算平台上分别获得了593.14倍、208.62倍和1.05倍的加速比。     

NTC热敏电阻器分段多项式拟合非线性补偿

NTC热敏电阻器的非线性影响到它的测温准确度和测温范围,介绍了利用分段多项式拟合法对其非线性进行补偿来减小非线性误差,提高测量准确度和量程,并通过实例对该方法进行分析和对比。实验表明:在-30~110℃温度范围内,应用该方法补偿后的测量误差小于±0.4℃。     

基于混沌电路的高精度温度测量方法

提出了一种基于混沌电路的温度测量新方法,与已有的测量方案相比,具有更好的线性度和更小的误差,它对测量电路参数要求不高,电路结构简单,电路中没有影响测量稳定性和产生零点漂移的元器件,大幅度地降低了测量过程中的噪声。此外,电路直接输出反映温度变化的二进制代码,便于计算机处理。测温精度优于±0.1℃,分辨力约为0.01℃,实验结果表明了该方法的优越性。     

Data‐driven projection method in fluid simulation

Physically based fluid simulation requires much time in numerical calculation to solve Navier–Stokes equations. Especially in grid‐based fluid simulation, because of iterative computation, the projection step is much more time‐consuming than other steps. In this paper, we propose a novel data‐driven projection method using an artificial neural network to avoid iterative computation. Once the grid resolution is decided, our data‐driven method could obtain projection results in relatively constant time per grid cell, which is independent of scene complexity. Experimental results demonstrated that our data‐driven method drastically speeded up the computation in the projection step. With the growth of grid resolution, the speed‐up would increase strikingly. In addition, our method is still applicable in different fluid scenes with some alterations, when computational cost is more important than physical accuracy. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于CUDA的k-means算法并行化研究

k-means算法在面对大规模数据集时,计算时间将随着数据集的增大而成倍增长。为了提升算法的运算性能,设计了一种基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)编程模型的并化行k-means算法,即GS_k-means算法。对k-means算法进行了并行化分析,在距离计算前,运用全局选择判断数据所属聚簇是否改变,减少冗余计算;在距离计算时,采用通用矩阵乘加速,加快计算速度;在簇中心点更新时,将所有数据按照簇标签排序分组,将组内数据简单相加,减少原子内存操作,从而提高整体性能。使用KDDCUP99数据集对改进算法进行实验,结果表明,在保证实验结果的准确性的情况下,改进算法加快了计算速度,与经典的GPUMiner算法相比加速比提升5倍。     

Relay-style Digital Speed Measurement Method and Dynamic Position Subdivision Method

This paper proposes an advanced M/T method called Relay-style Digital Speed Measurement Method. Its speed measurement is triggered by encoder pulse signals, which simplifies the complexity of processing incapability of synchronization in the classical method, and it makes actual sampling point always occur before the periodic sampling point in relay-style, which achieves the continuous dynamic iterative measurement with high accuracy in a wide speed range. Through counting the overflow pulses of time counter by software, the minimally measurable speed can be effectively extended to an extremely low level without adding any hardware. In addition, by utilizing the information in speed measurement and subdividing dynamic position by time according to its corresponding relationship with time, Dynamic Position Subdivision Method is achieved to improve the feedback resolution of dynamic position. Finally, the experimental results show that Relay-style Digital Speed Measurement Method can obtain high accuracy than classical method in a wide speed range even though at a very low speed Dynamic Position Subdivision Method is helpful to reduce the fluctuations of the position control.