基于PLC饮料灌装流水线控制系统设计

PLC的特点是可靠性高,高精度、可控能力强,并具有对复杂的模拟控制和数字控制的功能,因此我们充分利用PLC的特点对生产线上的饮料灌装流水线进行系统的设计,以满足控制系统的要求。     

RISC-V标准指令集的六级流水线设计

基于RISC-V标准指令集,提出一种六级流水线设计方法。首先,分析了流水线级数对处理器性能的影响,在经典五级流水线的基础上将流水线划分为6个阶段,缩短时延,提高主频。其次,为解决流水线中的冒险问题,采用定向前推和插入纵向气泡的方式处理数据冒险问题,使用流水线冲刷解决流水线中控制冒险问题。最后,在EDA工具中,采用RISC-V标准指令集对本设计进行仿真测试,并在FPGA上实现,运行时钟频率可达78.2 MHz。     

使用形式化验证方法进行流水线验证

随着流水线技术的广泛应用,流水线设计的验证问题也越来越受到业界的关注.本文提出的方法作为自上而下验证方法的一部分,可以在指令级对流水线设计的正确性进行检验.本文从控制逻辑的角度对流水线的行为进行分析,通过为控制逻辑建立FSM表示,以及采用NuSMV作为验证工具,达到对流水线的自动验证.这种方法的优势在于是以流水段为单位进行检验,这种局部验证的方法不但可以降低建模和检验的复杂度,还可以极大地缩短验证时间.     

面向片上网络容错偏转路由器设计与优化

随着集成电路工艺进入纳米时代,可靠性已成为片上网络设计的一个关键因素。本文设计实现了一种基于增强学习的片上网络容错偏转路由器,该路由器在发送包的同时采用增强学习的方法对路由表进行重配置以实现容错路由。为了提高性能,我们对路由器进行了流水线优化设计,采用2级流水线实现。在TSMC65nm工艺下综合结果表明,2级流水线路由器频率提升了近一倍达到750MHz,而面积开销仅增加了22%。在合成通信模式下的模拟结果表明,2级流水线容错偏转路由器的平均网络延迟优于无流水线路由器。     

VelociTI结构浮点DSPs的流水线异常处理方法

在采用基于VelociTI结构浮点DSPs流水线模式设计具有自主知识产权的数字信号处理器中,为了正确有效地实现对流水线异常的控制,提出了一种该结构流水线发生异常时的处理方法。对引起流水线异常的情况进行了合理的分类,存储器阻塞、多执行包和多周期NOP指令采用通过控制流水线寄存器的时钟信号实现控制。采用控制指令的执行条件实现了中断引起的流水线队列中部分指令的废除。对提出的方法采用VHDL语言建模设计,仿真结果验证了其正确性。     

众核处理器的流水线紧耦合指令循环缓存设计

能效比是未来高性能计算机需要解决的重要问题.众核处理器作为高性能计算机的重要实现手段,其微结构的优化设计对能效比提升尤为关键.提出了1种面向众核处理器的流水线紧耦合的指令循环缓存设计,以较小的L0指令缓存提供更加高能效的指令取指.作为体系结构研究同硬件可实现性紧密结合的1次尝试,设计始终考虑了硬件实现代价这一关键约束.为了控制L0指令缓存对流水线性能的影响,指令缓存采用了循环出口预取技术,以此保证指令缓存提供的低功耗的指令取指能够最终转化为流水线能效比的提升.在gem5模拟器上实现了对指令循环缓存的模拟.对SPEC2006的测试结果表明,在不影响流水线性能的前提下,设计的典型配置可以减少27%的指令取指功耗以及31.5%的流水线前段部件动态功耗.     

基于嵌入式机器视觉的流水线分拣机器人设计

针对传统流水线上人工错误率高、速度慢和人工成本高的问题,设计了一种深度学习的流水线智能分拣机器人来缓解流水线的压力。该机器人采用分层结构设计,上位机采用Jetson Nano来完成机器人的图像采集、识别和处理,下位机由STM32G0作为主控,通过舵机和电机实现机器人的功能控制。同时上位机与下位机之间进行有效的数据交互,实现了机器人的抓取和分拣协调工作。在实验测试中,该机器人能够通过学习样本实现自动分拣不同类型的对象,并且能够精确识别。该流水线分拣机器人融入了计算机视觉与嵌入式系统,不仅使分拣机器人结构更紧凑,而且有利于提高社会生产力水平,具有良好的应用前景。     

通用EPIC微处理器中指令控制流水线的研究与实现

指令控制流水线是在通用EPIC处理器内部专门为指令控制系统设计的一条与执行流水线相互锁步的流水线，用于携带共用信息和全局控制信息．提出了一种在通用EPIC微处理器设计中采用的指令控制流水线技术，介绍了指令控制流水线的具体设计与实现方法．实际应用表明，指令控制流水线技术能够有效降低EPIC微处理器的设计复杂度．     

“LongtiumC2”微处理器流水线设计

介绍一款32位CISC结构微处理器“LongtiumC2”的流水线设计。针对CISC结构微处理器流水线设计的难点,采用微指令流水执行等技术,设计了“LongtiumC2”的7级流水线结构,以及与流水线相关的处理机制和精确中断的实现机制,实现了一个具有较高性能的CISC微处理器的流水线。仿真和综合结果表明,该流水线设计能够满足“LongtiumC2”微处理器的功能和性能要求。     

MIPS指令集的流水线CPU模型机设计

对MIPS指令集的流水线CPU进行了研究，提出了一种基于MIPS的流水线处理器模型机设计方案。方案设计的数据通路可以逐条添加指令，更贴近于教学实践，采用五级流水线架构，共实现52条指令，包含乘法及除法指令，对于每个流水段中的教学应用方法进行了分析。针对流水线数据与指令的相关问题，设计了专用的异常处理模块。模型机在EDA平台上进行了测试，测试结果表明，该方案符合设计要求。     

现场总线系统分布式智能预测控制的实现

对于采用现场总线系统控制的复杂对象，应用智能预测控制的方式对其进行分布式控制，将现场总线的特点与智能预测控制方法相结合，使各子系统之间的参数以及控制动作协调一致，以实现对整个系统的优化控制．提出了在现场总线系统中构建该方法的步骤，并给出了一个采用该控制方法获得较好控制效果的具体实例。     

火炸药烘干过程中的温度控制系统设计

针对火炸药烘干系统的温度控制要求,采用传统PID控制技术控制系统中的水温,可以满足控制要求,但对风温系统来讲,适应性差,超调量大,稳定性低,控制效果不够理想。采用自适应模糊PID控制技术控制风温,可以实现PID参数自整定,提高控制精度、系统稳定性。现场试验表明:自适应模糊PID控制方法自适应性强,能够使烘干温度保持恒定,满足火炸药烘干温度控制的要求。     

机场特种车辆训练模拟器控制系统设计

介绍了机场特种车辆训练模拟器的控制系统,其中包括液压驱动控制系统和电气控制系统。液压驱动控制系统为模拟舱门的侧向伸缩与缓冲和支撑臂的打开与收回提供液压源和液压控制,主要控制部分包括:机场特种车辆训练模拟器支撑臂、支撑柱、支撑臂松开锁紧装置和客货舱体的液压驱动控制。电气控制系统为机场特种车辆训练模拟器提供动力电源和实现电气控制,包括主电源配电系统、主控制器、电气控制执行元件、到位检测元件等部分。该液压驱动控制系统和电气控制系统满足可靠性、安全性和室外工作环境的要求。     

基于基金会现场总线的测控实验系统设计

描述了现场总线的发展前景,设计了一套基于基金会现场总线技术的测控实验系统,并且详细描述了系统控制对象的选取、硬件的构成以及系统的应用.该系统不但可以实现单回路控制,还可以完成串级、比值等复杂控制方案.该系统具有很好的可扩性,在其基础上,利用PLC、DSC等先进控制装置也可完成各种控制方案设计.     

基于元数据和角色控制的用户权限管理

通过角色控制模型将用户与某一具体功能分离,使用户与他所属的角色相对应。通过给角色授权来实现用户与某一具体功能的连接。这既减轻了系统管理员的工作量又通过角色控制的分离机制提高了系统的安全性。在实现上使用元数据管理功能对应的控件的信息,当系统管理员管理用户权限时,系统从元数据中获取对应信息。通过基于元数据的自定义用户权限管理控件生成整个系统的功能列表,系统管理员分配用户角色,并为该角色授权。通过实际的项目开发,验证了此方法可以有效地实现对用户权限控制,同时增强了系统的安全性,提高了系统的可维护性,大大降低了系统维护的代价。     

基于Simulink 图型模态液压自适应控制的实现

为方便液压自适应控制系统的研究,根据误差方程多项式代数法自适应控制理论,提出了基于Simulinik图型模态,构成了液压自适应控制系统.这种自适应控制方法与其他控制方法相比,具有控制精度高,控制器结构简单,自适应能力与实用性强等特点.文中详细讨论了自适应控制系统的构成及基于Simulinik图型模态液压自适应控制系统的实现问题,通过大量仿真研究,说明这种构成方法是正确的,所采用的自适应控制策略,具有很强的自适应控制能力,控制精度高,它不仅能使不稳定的系统变为稳定,且能渐近一致地收敛于希望模型的输出,使系统满足其动态性能的要求.     

飞艇飞行控制仿真系统设计

随着Matlab/Simulink开发平台在飞行控制研究中的大量应用,飞行控制仿真系统已成为飞行器飞行控制研究的重要手段。介绍了基于模型的飞艇飞行控制仿真系统的工作原理、硬件设计、软件设计,采用一体化设计思想,将仿真系统设计成根据需要可随意扩展的综合性仿真系统。该仿真系统利用Matlab/Simulink平台,搭建飞艇飞行控制相关的各运动及控制模型,在实时通信网络和虚拟视景工作站的支持下,能实现全数字仿真、半物理仿真、人-机交互仿真等实时仿真,可用于飞艇飞行控制系统的方案设计、研制、试验等全开发过程。     

一种基于齐次系统理论的二阶离散超螺旋控制算法

相比于传统滑模控制算法,超螺旋控制算法可以对系统的干扰进行精确估计并补偿,因此可以显著提高闭环系统的抗干扰能力.然而,对于采样控制系统,由于采样频率的限制,离散超螺旋控制算法在性能方面受到限制.本文基于齐次系统理论提出了一种改进的离散超螺旋控制算法.通过引入一个可自由调节的分数幂参数,基于齐次系统理论,证明了所提出的改进控制算法可以使得闭环系统具有更高的控制精度.仿真实例验证了理论的正确性.     

二维直线电机的并联型无模型自适应复合控制

针对二维直线电机平台系统的XY轴协同控制问题,将PI与并联型无模型自适应相结合的复合控制方法应用于控制系统.该控制方法通过在每个子系统加入PI控制方法保证其稳定性,再通过并联型的无模型自适应控制方法来提高整个系统的跟踪性能,以减小系统位置误差.基于数据驱动的无模型自适应控制方法设计二维直线电机系统控制器,其优势在于无需...     

基于DCS的蒸汽锅炉优化控制系统设计

针对燃煤蒸汽锅炉,设计了一套基于DCS的优化控制系统。首先通过OPC接口将DCS系统与本优化控制系统连接,其次利用力控组态软件设计优化控制界面,并用C#高级语言编写优化算法,实现对蒸汽锅炉的优化控制。系统经现场试运行效果良好,保证了锅炉燃烧的经济性、负荷与出力的协调性及运行的安全性。