遗传算法的FPGA硬件实现

针对遗传算法软件实现速度慢、效率低的缺点,提出了便于算法实现的串行和流水线两种硬件实现方案。详细描述了设计方案,选择算子、交叉变异算子结构,种群以及适应度的存储和流水线结构,并在流水线中引入并行机制。利用函数极值和旅行商问题分别对方案的资源耗费、运行速度的有效性进行了验证。实验结果显示,这两种硬件实现方法结构简单,资源耗费少,运算速度和运行效率较软件实现大大提高,运行速度平均提升2~3个数量级,为算法在一些实时性要求较高的场合得到应用提供了良好基础。     

PWM逆变器死区效应在线补偿

为了减小控制系统中由PWM逆变器死区效应引起的电流波形失真,在分析了死区效应产生的机理及谐波影响基础上,提出了一种死区在线补偿的新方法。该方法结合两相静止坐标系下误差电压的线性特点,估计出误差电压幅值,再在两相同步坐标系下利用误差电压幅值和转子角度的关系对死区效应进行前馈补偿,补偿方法考虑了逆变器的非线性误差,无需额外硬件电路支持或离线测量,避免了电流极性检测,能够摆脱误差电压突变带来补偿不利的缺陷,简单且易于实现。仿真及实验结果表明,该方法能够有效地抑制高次谐波电流分量,改善电流波形质量。     

催化还原法脱硫化氢系统实验测试研究

设计了一种催化还原法脱硫化氢并副产硫磺的系统,并针对该系统研究了混合气体温度、氧气流量、通入氧气位置(进口与脱硫装置顶部端盖的距离)及初始H_2S体积分数对H_2S脱除率的影响。结果表明:该系统的H_2S脱除率在98%以上,随着混合气体温度的升高、氧气流量的增加或通入氧气位置与脱硫装置顶部端盖距离的增加,H_2S脱除率呈先增加后减小的趋势;随着初始H_2S体积分数的增加,H_2S脱除率略有下降,故选择合适的混合气体温度、氧气流量、通入氧气位置及初始H_2S体积分数,可显著提高该系统的H_2S脱除率。     

基于四象限APD相位法测距的数据融合方法的比较

基于四象限APD相位法的测距测角系统不仅可以用于测距,也可以用于跟踪,但如何从四个象限的采样数据融合得到较高精度的距离值的方法目前还没有相关的研究。针对这一现象,文章首先建立有高斯白噪声的回波通道模型,然后在回波光斑中心是否与四象限APD光敏面中心重合两种情况下,分别比较两种通常的数据融合方法,一种是先平均四路FFT值,再求取平均后FFT值的相位用于真实相位的估计,另一种先分别对四路FFT求取各路相位值,然后对四路相位求加权和用于对真实相位的估计;最后通过实验仿真比较得出,前者较后者的精度更高。     

基于交互差分时空LSTM的网格化臭氧浓度预测

臭氧浓度的预测对于大气环境治理、空气质量改善等起到了重要的作用。本文提出了一种交互差分时空LSTM网络预测模型（ST-IDN）来挖掘臭氧浓度历史数据的时间相关性和空间相关性，并成功将其应用到网格化臭氧浓度数据预测上。在该模型中，首先交互模块（IC）可以通过一系列的卷积操作来捕捉短期上下文信息，其次层融合模块（LF）可以融合不同层的空间信息来获得上一时刻丰富的空间信息，最后差分时空LSTM模块（DSTM）将捕捉到的时间信息和空间信息进行统一建模实现臭氧浓度预测。所构建模型分别与卷积LSTM网络（ConvLSTM）、预测循环神经网络（PredRNN）以及Memory in Memory网络（MIM）模型在河北省气象局提供的臭氧浓度数据上进行了对比分析，ST-IDN模型的平均绝对误差分别降低了19.836%、12.924%、7.506%。实验结果表明，所提出的模型能够提高臭氧浓度的预测精度。     

SSPA器件非均匀性的形成及补偿方法

介绍SSPA图象传感器阵列的基本工作原理，在此基础上主要探讨其不均匀性特性形成的原因，并且给出了校正方法。该技术用SSPA器件对低对比度信号的检测中有很大实用价值。     

白天观星红外星图噪声抑制算法

单点噪声和条纹非均匀性噪声是白天观星红外星图中的两种典型噪声,严重影响了星图识别的后续处理。针对两种噪声产生的原因和特点,提出改进的单点噪声去噪算法,即用局部窗口遍历扫描全图检测出单点噪声,然后用全局均值进行补偿;又提出列直方图偏移校正算法去除条纹非均匀性噪声,即依据列偏移校正模型,对每列直方图相对于全局直方图的峰值位置偏移进行校正。实验结果表明:所提出的噪声抑制算法对红外星图去噪效果良好,星点目标峰值信噪比可从7.4提高到12.8,并且算法计算简单,可以在单帧时间内完成,满足星图实时预处理的应用要求。     

一种基于局部极值搜索的快速运动估计算法

为了减少运动估计在图像编码中所占用时间,提出了一种基于局部极值搜索的运动估计算法。首先根据搜索块的大小将搜索区域进行完全分割。然后从搜索原点进行螺旋扫描,确定扫描点所处分割区域的局部极小值位置,与前面极小值进行比较得到现阶段最小值。并根据一系列提前终止条件和标记跳过机制,在全局扫描的同时保持快速性。最后得到所有分割区域的最小值作为全局最小值,并进行步长为1的菱形细化搜索,确定最佳位置。实验表明,与UMH算法相比,该算法可在码率上升最大不超过0.03 kb/s、信噪比下降最大不超过0.005 dB的情况下提高编码速度,特别是对于中高运动复杂度图像的编码速度可比UMH算法提高10%左右,具有应用价值。