WANG氏RC互连线模型平衡截断化简的分解算法

平衡截断（Balanced Truncation）是一种有效的模型简化（Model Reduction）方法,它的优点是简化模型有一个误差上限,使简化模型的性能得到保证.该文介绍一种平衡实现的分解算法,并应用Matlab对一4阶的Wang氏RC互连线模型的平衡实现及其模型截断简化进行编程仿真.单位阶跃响应和波特图显示原始模型与平衡模型曲线重合.给出了1阶、2阶、3阶平衡截断简化模型的阶跃响应和波特图,并对简化模型的理论误差上限与模型的实际最大误差进行了对比.方法可用于对IC互连线等模型的简化.     

改进的Butterworth最佳传递函数标准型

针对Buttervvorth最佳传递函数随着阶数增大,超调量增大,单位阶跃响应品质变差的问题,本文提出一种改进的Buttervvorth最佳传递函数来提高系统的瞬态响应品质,并给出改进的Buttervvonh最佳传递函数的标准型以及它们的单位阶跃响应。     

模型降阶算法在互连线系统仿真中的应用

在进行集成电路系统的仿真时,如何加快含有互连线寄生效应所产生的延时信息的计算变得尤为重要。采用模型降阶的方式对具有互连线寄生效应的电路系统系数矩阵进行降阶,以达到加快含有互连线延时信息的互连电路仿真速度的目的。通过泰勒级数展开的高阶逼近技术,将传递函数中的e-sτ项进行多项式展开逼近,而后采用高阶Arnoldi算法进行降阶,所以降阶算法继承了传统矩匹配算法的保持无源性和结构性的优点,又能保证一定的精确度。算法最初的目标降阶数采用Hankel奇异值决定,减少了降阶的迭代次数,大大缩减了计算时间。     

基于二阶系统阶跃响应辨识传递函数的实验设计

二阶系统是经典控制理论课程中的重要环节。传递函数是经典控制理论中设计控制器的基础。论文中设计了一个基于二阶系统阶跃响应的传递函数辨识的matlab实验。分别针对典型二阶欠阻尼系统和过阻尼(含临界阻尼)系统进行传递函数的辨识。其中欠阻尼系统传递函数的辨识采用阶跃响应特征法，过阻尼系统传递函数的辨识采用阶跃响应y-t直线拟合法。设计了具有代表性的实验数据以及实验结果。教学实践表明，该实验在实际教学中具有良好的效果。     

互连线分布电路阶跃响应上升时间的精确推算

采用MatLab软件对Wang[1]氏公式编程,对互连线1阶至2000阶RC梯形电路模型进行仿真,精确地推得其分布电路单位阶跃响应的上升时间,从而使低阶模型阶跃响应上升时间的误差估计有了科学依据。结果表明,16阶以下的低阶RC梯形电路模型误差大于5％,20阶误差为5％,100阶的误差约1％。结果对超大规模集成电路设计中互连线RC梯形电路低阶模型阶数的确定及其误差修正提供依据。     

网侧PWM整流器LCL输出滤波器优化设计

提出一种网侧PWM整流器LCL滤波器的参数设计方法,通过对LCL滤波器单相模型传递函数的研究,得到谐振频率、谐波电流幅值衰减比与r（网侧电感与整流器侧电感的比例因子）之间的关系式。利用关系式分析各变量的变化规律,确定总电感值、滤波电容值和r。分析结果表明,谐振频率可确定总电感和滤波电容的下限值。给出了一个设计实例,进行系统建模仿真验证。仿真对比结果证明了该设计方法的正确性和优越性。     

四轮转向车辆操纵稳定性仿真分析

对四轮转向车辆的转向特性进行了理论分析,并对某控制策略的四轮转向车辆为例进行了仿真.建立了四轮转向车辆操纵动力学模型,分析了前轮角阶跃输入下四轮转向车辆的稳态响应和瞬态响应与传统前轮转向车辆的主要区别;在四轮转向车辆状态方程的基础上二求解出横摆角速度和侧向加速度与前轮转角的传递函数,与前轮转向车辆对比分析了传递函数零、极点位置对响应特性的影响.借助Matlab/Simulink,对四轮转向车辆进行仿真,发现仿真结果与理论分析吻合.将仿真结果与前轮转向车辆进行比较,阐明了四轮转向车辆的性能优势.研究结果可为评价四轮转向车辆的系统设计提供理论依据.     

自抗扰控制在串级过热汽温系统中的应用

针对串级过热汽温控制系统对象的大惯性、大时滞和动态模型随负荷等要素变动而变动的共性,将非线性自抗扰控制(ADRC)应用在串级过热汽温系统中。利用自抗扰控制不依赖精确模型的特性,及时进行扰动估计和补偿。惰性区回路使用自抗扰控制,导前区回路使用比例积分(PI)控制,形成串级过热汽温控制回路。应用S函数编写自抗扰控制算法,并在Matlab仿真平台下对过热汽温系统的被控对象模型进行阶跃响应、模型失配和鲁棒性3种仿真试验。阶跃响应试验以62%负荷下的过热汽温系统动态特性传递函数为被控对象,加入一定比例的喷水扰动和输出扰动进行仿真。模型失配试验以比例增益和时间常数增大或减小一定比例进行仿真。鲁棒性试验以不同负荷下的动态特性模型为被控对象进行仿真。仿真结果表明:与PID-PI相比,ADRC-PI控制对不确定对象的精确模型具有更好的控制动态性能、鲁棒性,以及更强的抗干扰能力。     

基于RLC模型的互连线时延估算

对VLSI电路中RLC互连线的时延进行了研究,使用改进的一阶模型来近似分布式均匀传输线的传输函数,计算出时域下的阶跃响应并得到简洁的时延计算公式.然后将其应用到具体的RLC互连树中计算源节点到漏节点的时延,其驱动器模型由电阻和电容组成,负载为容性负载.实验结果表明,该模型的计算结果与SPICE仿真结果的误差小于10%,计算量也比基于二阶传输函数的算法大为减少,在计算效率和精度两方面得到较好折衷,可以用于考虑时延效应的优化程序中.     

一种高阶混合互连网络拓扑结构

随着对高性能计算机性能需求的不断提升,高性能计算机的系统规模在逐渐扩大,系统内的互连网络已经成为影响性能的关键因素。如何基于高阶路由器构建更大规模、更低网络延迟以及成本、更高网络吞吐率的互连网络,是目前的主要研究方向。针对目前广泛应用的高阶网络进行特性分析,并对其中的环网以及树网进行综合,提出了一种新型层次化混合互连网络拓扑结构。该结构具有良好的可扩展性以及通信能力,并在网络模拟器NetSim上对其性能进行了仿真和分析。     

Analysis of on-chip distributed interconnects based on Pade expansion

In this paper, on-chip interconnects are modeled as distributed parameter RLCG transmission lines, based on which the matrix ABCD of interconnects is deduced. With help of the ABCD matrix, a voltage transfer function of an interconnect system, consisting of a driver, interconnect line and load, is obtained analytically in the form of a transcendental function, and it is reduced to a finite order system based on high order Pade approximation. With the reduced-order transfer function, response waveforms with step input can be obtained, and signal delay can be calculated consequently. Two numerical experiments are conducted to demonstrate its efficiency.     

非均匀采样数据系统的一种辨识方法

阐述了非均匀采样方案,推导了非均匀多率采样系统的状态空间模型,进一步获得了对应的传递函数模型.为解决辨识模型信息向量中存在未知变量的问题,使用辅助模型技术,用辅助模型的输出代替系统的未知变量,进而提出了非均匀采样数据系统的辅助模型随机梯度辨识算法.为了提高算法收敛速度和改善参数估计精度,在算法中引入遗忘因子,给出了相应的辅助模型带遗忘因子随机梯度算法.仿真结果表明,引入遗忘因子后,算法的收敛速度加快,参数估计精度提高.     

一类基于谱方法的强化学习混合迁移算法

在状态空间比例放大的迁移任务中, 原型值函数方法只能有效迁移较小特征值对应的基函数, 用于目标任务的值函数逼近时会使部分状态的值函数出现错误. 针对该问题, 利用拉普拉斯特征映射能保持状态空间局部拓扑结构不变的特点, 对基于谱图理论的层次分解技术进行了改进, 提出一种基函数与子任务最优策略相结合的混合迁移方法. 首先, 在源任务中利用谱方法求取基函数, 再采用线性插值技术将其扩展为目标任务的基函数; 然后, 用插值得到的次级基函数(目标任务的近似Fiedler特征向量)实现任务分解, 并借助改进的层次分解技术求取相关子任务的最优策略; 最后, 将扩展的基函数和获取的子任务策略一起用于目标任务学习中. 所提的混合迁移方法可直接确定目标任务部分状态空间的最优策略, 减少了值函数逼近所需的最少基函数数目, 降低了策略迭代次数, 适用于状态空间比例放大且具有层次结构的迁移任务. 格子世界的仿真结果验证了新方法的有效性.     

基于保角变换的片内互连线电容二维解析模型

通过保角变换严格推导了计入交叠电场贡献的有用电容元的解析表达式,在此基础上提出的互连线二维解析模型能够在一定的连线截面几何参数范围内取得精确的提取结果.实验证明,对于双线系统和多线系统,文中推导的解析模型的提取误差的均方值分别小于2%和7%,均优于对比文献的提取精度.作为一种有竞争力的电容提取方法,该解析模型能够应用于互连线分析设计工具软件之中.     

多孔平面的快速边界元划分

在 3D VL SI互连寄生电容的边界元素法计算中 ,多孔平面的边界元划分是十分困难的问题 .文中提出一种快速划分多孔平面边界元的方法 ,它可高效处理非正交几何边界形状 ,形成规则的梯形元 .与全局扫描线法相比 ,有较高的划分速度、计算速度与精度     

临近空间衰落信道建模及其性能分析

为实现对临近空间通信信道的有效描述,提出一种临近空间信道几何模型,通过估算多径信道的参数,建立相应的信道仿真模型。在正交相移键控调制方案下,对信道的相位特性和误码性能进行仿真分析,结果表明,该模型与实际情况相符。当传输速率过大时,信道性能恶化,需要做进一步均衡处理。     

基于Radon和解析Fourier-Mellin变换的尺度与旋转不变目标识别算法

由于正交矩对噪声鲁棒性强、重建效果好,因此被广泛应用于目标识别与分类中,但是正交矩本质上缺乏尺度变换不变性,而且必要的图像二值化与规一化过程会引入重采样与重量化误差。为此,在研究现有正交矩的基础上,提出了一种基于Radon变换和解析Fourier-Mellin变换的尺度与旋转不变的目标识别算法。该算法首先直接对目标灰度图像进行Radon变换,然后对Radon变换结果进行进一步解析,通过Fourier-Mellin变换将原图像的旋转变化转化为相位变化,将原图像的尺度变化转化为幅度变化;最后,通过定义一旋转与尺度不变函数,同时利用不变函数的4种特征,再应用k-近邻法实现分类。理论与实验结果表明,由于避免了正交矩方法存在的重采样与重量化误差,该算法的分类精度高于基于正交矩的分类方法,而且对白噪声的鲁棒性也显著高于基于正交矩的识别与分类方法。     

基于Radon和解析Fourier Mellin变换的尺度

由于正交矩对噪声鲁棒性强、重建效果好,因此被广泛应用于目标识别与分类中,但是正交矩本质上缺乏尺度变换不变性,而且必要的图像二值化与规一化过程会引入重采样与重量化误差。为此,在研究现有正交矩的基础上,提出了一种基于Radon变换和解析FourierMellin变换的尺度与旋转不变的目标识别算法。该算法首先直接对目标灰度图像进行Radon变换,然后对Radon变换结果进行进一步解析,通过FourierMellin变换将原图像的旋转变化转化为相位变化,将原图像的尺度变化转化为幅度变化;最后,通过定义一旋转与尺度不变函数,同时利用不变函数的4种特征,再应用k近邻法实现分类。理论与实验结果表明,由于避免了正交矩方法存在的重采样与重量化误差,该算法的分类精度高于基于正交矩的分类方法,而且对白噪声的鲁棒性也显著高于基于正交矩的识别与分类方法。