机电一体化设计基于VHDL-AMS的多刚体系统建模与仿真方法

机械多体系统动力学建模与仿真是机电一体化集成设计中的难点,通常的作法是采用计算多体系统动力学专用软件建模,求得DAEs形式的运动方程后再转化为集成环境中的统一建模语言.本文采用基于端口的建模模式,构造了基于多端口组件的多刚体系统动力学计算模型,并具体阐述了各组件行为模型的VHDL-AMS描述,从而将多刚体系统纳入基于VHDL-AMS的集成设计和仿真环境中.该文最后,用一个实例进行了具体说明.     

MEMS器件VHDL-AMS宏模型

随着MEMS集成度的提高,迫切需要有相应的CAD工具进行系统级的设计与模拟,由于MEMS器件的工作原理包含了多种能量的耦合,宏模型的建立成了系统级设计的“瓶颈”。模拟硬件描述语言(如VHDL-AMS)提供了一种有效的方法,即建立起表示MEMS器件动态特性的常微分方程和代数方程(DAE),然后对其描述,形成相应的库单元,利用现有电路分析软件进行系统级模拟。本文介绍了MEMS器件VHDL描述的过程,并给出了横向谐振器描述的例子。     

基于VHDL-AMS的混合信号模拟器

文中概括地介绍了VHDL-AMS语言,研究了其混合信号机制,提出了一种新的同步算法及四种确定A到D转换时间的算法,实现了一个基于这种语言的混合信号模拟器,通过例子验证了该模拟器的有效性.     

一种Buck开关变换器的建模方法和仿真验证

Buck开关变换器在当今电子领域应用越来越广泛,IC器件在流片投产之前的建模及仿真验证越来越受到行业重视和认可。本文首先分析了Buck变换器的拓扑结构和工作原理,然后应用VHDL-AMS语言在Systemvision仿真环境下对Buck开关变换器进行建模与仿真,验证了模型的正确性和有效性,同时也给出了一种运用拓扑结构和数模混合语言(VHDL-AMS)建模的方法。     

锁相环的VHDL-AMS建模与仿真分析

介绍具有混合信号系统描述能力的硬件描述语言VHDL-AMS的新特性。通过对锁相环路进行数学分析，建立锁相环的VHDL-AMS模型，并进行仿真分析。从文中可以看出，应用VHDL-AMS．使得锁相环的仿真设计更加简捷有效。     

一种改进的基于高斯曲率和偏微分方程的图像降噪算法

偏微分方程的图像降噪算法是一种简单有效的方法.在降噪的同时有效地保持图像的重要特征,如边缘、角点、细节等是一个重要问题.将图像的几何特征与偏微分方程的降噪算法结合起来,将图像看成三维空间的二维平面.基于高斯曲率能够有效地保持图像的重要特征,提出了一种基于高斯曲率的图像降噪的改进算法,该算法能够得到一个稳态的非平凡解,从而能够避免中止时间的选取.最后的仿真实验表明,本文算法的有效性.     

数字图像处理中的偏微分方程去噪模型的研究

医学图像的去噪处理是对医学图像进行后续分析的基础。通过研究偏微分方程去噪模型,将建立的偏微分模型用于目标图像,来达到预期效果。文中论述了基于偏微分方程去噪模型的推导过程,分析了偏微分方程去噪模型从线性到非线性、从各向同性到各向异性、从低阶到高阶的发展历程及各个偏微分方程去噪模型的优缺点,最后对偏微分去噪方法进行了展望。     

分布参数神经网络与偏微分方程求解

本文提出了一类用于求解偏微分方程的分布参数神经网络，并且在连续时空上研究了它的动态特性。最后还给出了两个模拟试验，用于检验这类网络的有效性。     

偏微分方程去噪算法扩散系数的研究

图像是人类获取信息,传递信息的重要媒介,在人类生活中有着广泛的应用,并且成为一种科学研究和社会生产的重要工具。鉴于偏微分方程能够在很好地去除图像噪声的同时又可以较好地保持图像的边缘和细节信息,它被广泛应用于图像分割、图像复原、图像重建、边缘检测等各种领域。尤其是Perona and Malik提出的各项异性扩散方程,在实际应用中取得良好的效果。但PM模型的平滑效果比较差,容易出现"块效应",即处理后的图像形成多个内部灰度相同的块状区域或阶梯状区域。因此基于PM模型的改进方法被相继提出,其中对扩散系数的改进尤为重要,本文在前人研究的基础上提出了一种新的改进方法。该方法在加入方差的同时,引入边缘停止函数,实验证明,改进的算法可以在降噪的同时很好地保护图像的边缘信息,并且有效地避免了"块效应"。     

一种基于偏微分方程的PCB图像增强方法

针对传统的图像增强方法对印刷电路板(PCB)图像进行预处理时难以一步实现去噪和增强对比度的问题,提出了一种基于偏微分方程的图像增强方法,并给出了具体实现过程。该方法采用基于TV模型的降噪与直方图均衡化相结合来实现,在增强对比度的同时保留有效边缘。仿真实验表明了该算法优于传统的先增强、后去噪和先去噪、后增强的方法。     

一种偏微分方程图像平滑方法

在各向异性扩散图像平滑的过程中,保持图像平滑性及保留图像特征都很重要。本文将复域内的扩散过程 与实数域内的扩散过程结合起来,使扩散过程具有更好的平滑效果,并能更好保持图像边缘,用实验证明该方法的有效性。     

An Automotive CD-Player Electro-Mechanics Fault Simulation Using VHDL-AMS

One of the most challenging tasks while designing an automotive electronic device is to take into account its whole electro-mechanic environment, so that time expensive failure tests can be reduced. We show a case study, developed in collaboration with an industrial partner, in which an automotive compact disk (CD) player is modelled. Using VHDL-AMS, not only its whole mixed-signal electro-mechanic structure, but the car one, the road profile and the audio input have been described as well. A set of fault analyses have been performed, too, using the developed model. Results demonstrate the feasibility of the methodology both as a substitute of traditional fault analyses, and as a method to inspect the failure causes. Besides, this approach allows to highlight, during the design phase, the key points to optimize the target device, taking into account its real application environment. As an example, our system is able to reliably predict reading errors due to road profile variations.

VHDL—AMS在控制系统分析与设计中的应用

硬件描述语言VHDL在现代电子系统设计中应用广泛,但VHDL只能用于设计数字系统。具有混合信号系统描述能力的硬件描述语言VHDL-AMS是目前电子设计技术的新发展,能实现数字系统和模拟系统设计方法的统一,目前仍处于研究阶段。介绍VHDL-AMS的新特性,通过对PID控制原理进行数学分析,建立PID控制器的VHDL-AMS模型,并进行仿真分析。可以看出,应用VHDL-AMS使得控制系统的建模和仿真分析更加简捷有效,因此具有良好的应用前景。     

The Application of Cellular Neural Networks for Solving Partial Differential Equations

ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｅｌｕｌａｒＮｅｕｒａｌＮｅｔｗｏｒｋｓｆｏｒＳｏｌｖｉｎｇＰａｒｔｉａｌＤｉｆｅｒｅｎｔｉａｌＥｑｕａｔｉｏｎｓＳｕｎＬｉｊｕａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎ...     

Stochastic Differential Equations for Modeling of High Maneuvering Target Tracking

In this paper, we propose a new adaptive single model to track a maneuvering target with abrupt accelerations. We utilize the stochastic differential equation to model acceleration of a maneuvering target with stochastic volatility (SV). We assume the generalized autoregressive conditional heteroscedasticity (GARCH) process as the model for the tracking procedure of the SV. In the proposed scheme, to track a high maneuvering target, we modify the Kalman filtering by introducing a new GARCH model for estimating SV. The proposed tracking algorithm operates in both the non‐maneuvering and maneuvering modes, and, unlike the traditional decision‐based model, the maneuver detection procedure is eliminated. Furthermore, we stress that the improved performance using the GARCH acceleration model is due to properties inherent in GARCH modeling itself that comply with maneuvering target trajectory. Moreover, the computational complexity of this model is more efficient than that of traditional methods. Finally, the effectiveness and capabilities of our proposed strategy are demonstrated and validated through Monte Carlo simulation studies.     

Fault Modeling and Simulation Using VHDL-AMS

Fault simulation is an accepted part of the test generation procedure for digital circuits. With complex analog and mixed-signal integrated circuits, such techniques must now be extended. Analog simulation is slow and fault simulation can be prohibitively expensive because of the large number of potential faults. We describe how the number of faults to be simulated in an analog circuit can be reduced by fault collapsing, and how the simulation time can be reduced by behavioral modeling of fault-free and faulty circuit blocks. These behavioral models can be implemented in SPICE or in VHDL-AMS and we discuss the merits of each approach. VHDL-AMS does potentially offer advantages in tackling this problem, but there are a number of computational difficulties to be overcome.     

基于VHDL-AMS的模拟系统的行为级模拟算法与实现

针对基于VHDL-AMS的模拟系统的行为级模拟领域里两类关键的技术问题：行为级模拟速度问题和中断(BREAK)语句的中断列表处理问题，提出了有效的Jacobian矩阵构造方法、矩阵方程求解算法和预定义属性的计算方法。最后，通过实例验证了这些方法的功效。