一种基于PYNQ的神经网络模型加速设计

针对卷积神经网络存在运算量大、资源要求高的问题,本文提出一种易于在移动端低功耗嵌入式设备上布置的二值化神经网络(Binary Neural Network,BNN)图像分类模型,并提供了其在ARM(Advanced RISC Machines)+FPGA(Field Programmable Gate Array)异构系统上的硬件加速设计。通过将卷积的累乘加运算转化为简单的同或运算(Exclusive NOR,XNOR)和位计数运算(population count,popcount),降低了运算复杂度和片上资源要求;利用数据复用、流水线设计和并行计算提升整体运算速度;针对CIFAR-10数据集进行图像分类识别,利用Vivado HLS工具在FPGA平台上完成该网络模型的部署。在PYNQ-Z2平台上进行测试的实验结果显示,在100 MHz工作频率下,部署在FPGA端的网络模型对任意尺寸的图像输入经过PS(Processing System)端裁剪后整体处理速度可达约631 FPS,运行总时间仅约1.58 ms。

一种基于PYNQ的神经网络加速系统

针对传统卷积神经网络计算复杂度高,耗时较长,难以应用到嵌入式移动端的问题,提出了一种以ZYNQ芯片作为主控的FPAG联合ARM实现的的神经网络加速系统。该系统的PL部分采用纯RTL开发,对卷积层的输入层和输出层进行了全并行化,对卷积窗口进行完全的展开,在一个时钟周期内可以同时完成81次乘法运算,同时对池化层和全连接层采用流水线的优化方式。相比常用的使用高层次综合工具进行优化的方法,该系统使用RTL语言从零开始设计卷积神经网络各个模块,进行了细粒度的优化,避免了冗余逻辑资源的产生,充分利用了片上资源。针对MINIST手写数字识别的网络模型,该系统的DSP利用率达到了95%,在100 MHz时钟频率下,硬件单帧图像处理时间仅为0.81 ms,功耗仅为1.601 W。

动态红外场景生成技术及其新进展

总结了目前主要的用于半实物仿真的红外场景生成技术,分析了其优缺点并介绍了其目前的发展水平,同时介绍了近几年出现的几种新方法,例如:具有高动态范围的基于微机电系统—可变光学衰减器(MEMS-VOA)技术的空间光调制器、适用于远红外波段成像的微型F-P腔阵列、利用第二型量子阱结构理论制作的带间级联红外LED阵列、使像素具有光子晶体结构从而实现高温辐射的光子晶体型红外场景生成器、利用红外辐射光纤作为光源和像素的红外场景生成器、采用Bly Cell的转换原理和光纤面阵结构形式的光纤面阵型可见光/红外图像转换器以及复合型红外场景生成器等。最后对红外场景生成技术的未来发展方向和趋势作了分析和展望。

一种统一的硬件加速自适应EWA Splatting算法

提出了一种新的硬件加速自适应EWA（椭圆加权平均）Splatting算法框架，可同时适用于三维体数据和点模型．算法将高斯重建核与低通图像滤波核结合，得到反走样、无模糊的高质量图像．提出一种高效的自适应滤波方法，减少了高质量EWA Splatting的计算量．提出了自适应体EWA Splatting的3种数据存储模式和一系列高级特性，其中包括交互式分类、体一面混合绘制策略和自适应浮点累加．展示了如何在可编程图形处理单元（GPU）中计算体数据和点模型数据的EWA Splat基元．实验表明，文中的方法在一台普通微机上每秒可绘制1500万～2000万个基元，达到较高的图像质量与交互的绘制速度．

船用低速柴油机电控系统控制策略试验研究

为研究电控系统主要控制参数随柴油机负荷变化规律及各参数间的相互关联,利用船用低速柴油机高压共轨电控系统硬件在环仿真试验平台,同步采集试验平台重要控制参数,对电控系统燃油轨压调节、伺服油轨压调节、低负荷喷油器轮换工作、燃油喷射定时和排气阀启闭定时等控制策略进行了研究.研究表明:燃油轨压调节采用闭环和前馈修正的控制算法,喷射定时控制与柴油机转速、扫气压力和燃油轨压相关联,柴油机低负荷时3个喷油器按一定间隔时间轮换工作;随柴油机负荷增加,伺服油轨压和排气阀开启持续角度亦增加;排气阀开启与柴油机转速和排气关闭角度相关,而排气阀关闭则仅与柴油机转速相关.

红外动态场景图像质量评价理论概述

红外动态场景生成器是红外成像制导半实物仿真系统中的关键设备,红外动态场景生成器所产生红外图像的质量直接关系到仿真系统实验的质量。随着红外动态场景生成技术的发展,需要对产生的红外场景的质量进行全面评价。针对各种类型的红外动态场景生成器的性能进行分析,建立红外动态场景图像质量测试评价理论模型。该模型中主要的测试指标包括时间特性、空间分辨率、空间均匀性、几何畸变、动态范围、最大辐射功率密度、最小可分辨温差、串扰和辐射对比度等。通过对这些指标的测试,可以完整地描述出红外动态场景生成器的性能。

电压源逆变器输出电压重构技术研究

电压源逆变器输出电压的准确重构对于交流电机驱动系统的磁链观测、速度估计和参数辨识等应用场合非常重要。对已有的各种重构方法进行了概述,并提出了基于PWM占空比硬件测量和管压降软件补偿的重构技术。应用结果表明该方法具有硬件成本低,容易实现等优点。

动态红外场景生成新技术

总结了目前用于半实物仿真的红外场景生成技术的新进展,介绍了几种典型的新技术,例如:超大阵列规模的薄膜镜光调制器场景生成技术、中波红外LED阵列红外场景生成技术、基于聚合液晶的红外液晶光阀红外场景生成技术、一种新型的用于半实物仿真场景生成投影系统的电子束寻址反射型空间光调制器、一种基于微型发射器的红外场景生成技术、基于MEMS技术的单层锗化硅红外宽波段微发射器阵列红外场景生成技术等。最后对红外场景生成技术的未来发展方向和趋势作了分析和展望。

基于LabWindows/CVI的xPC技术半实物仿真平台实时控制软件

提出了一种快捷的实时控制软件开发方法,利用Matlab中RTW工具包开发和调试实时控制软件的实时控制部分,在LabWindows/CVI开发环境下利用xPC中的API函数开发出软件人机界面,从而实现双机模式下实时控制软件的一体化开发。所构建的人机界面不仅增加了操作的方便性和可移植性,而且使得测试平台显得更加真实、直观。通过应用实例有效验证了上述方法。

光锥导光装置耦合效率分析与测试

介绍了光锥导光装置的优势,分析了影响光锥导光装置耦合效率的主要因素,得出了影响光锥导光装置耦合效率的理论模型误差曲线。以光锥端面反射损耗及光纤辐射损耗为主要误差源,测试了光锥导光装置的耦合效率及误差对耦合效率的影响;采用分光比标定的方法测量导光装置的耦合效率,消除了由于激光器输出能量变化给试验中脉冲能量测量环节带来的影响;根据试验测量数据,拟合出误差对耦合效率的影响曲线,通过与理论误差曲线进行对比,验证了理论模型的正确性,同时测得该耦合装置的耦合效率为70.26%。在激光束的入射角度误差<5°,且在光纤耐受弯折允许范围内甩动光纤的情况下,总误差对耦合效率的影响<10%,满足实际工程误差的允许范围。该耦合装置已经应用到实际工程中。

基于单片机的Chebyshev神经网络硬件设计

介绍了Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ 神经网络简洁的拓扑结构及逼近任意非线性映射的优异特性，

开放式实验教学系统的建设与探索

介绍了开放式实验教学的意义和开放实验室硬软件实施方案,并对硬软件建设平台实施方案进行了分析和设计。该系统具有开放实验室管理控制系统、开放实验室监控系统、开放实验室教学管理系统、开放实验室设备资产管理系统等功能,能很好满足了实验室开放管理的需要。

理想缺陷目标电磁散射特性提取新方法

武器装备表面理想缺陷对缺陷目标的散射特性有重要影响。从电磁场叠加理论出发,以对应实际缺陷目标和载体为基础,提出一种理想缺陷目标电磁散射提取的计算新方法,采用该方法结合暗室测试和MLFMA数值计算,研究单列、多列缝隙和台阶理想缺陷的散射特性,验证该方法的正确性和实效性。结果表明:新方法计算过程简单高效,具有与MLFMA算法一致的计算精度,可快速实现单列、多列理想缺陷目标的电磁散射特性提取;理想缺陷在镜面散射区域外影响显著,理想台阶的影响相对明显,多列理想缺陷散射具有较强的耦合性,表现为更多的散射波峰,这是各列理想电磁缺陷的叠加效果。

考虑液压迟滞的汽车主动式稳定杆改进算法

为了实现车辆的主动侧倾控制,针对液压式主动稳定杆(active stabilizer bar,ASB)系统的液压迟滞,提出了一种改进的控制算法。算法先由模糊规则计算出权重系数,再对侧向加速度实测值与估计值进行动态加权处理,并将该加权值用于反侧倾力矩的计算。基于硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)仿真实验平台,在典型工况下进行了实验研究。实验结果表明:改进的控制算法能够补偿液压式ASB系统的液压迟滞,进一步改善了车辆的侧倾稳定性与行驶平顺性。

计算机硬件实验教学的几个问题

指出我国高校计算机应用专业在计算机硬件实验教学上普遍存在的一些问题，分析了其产生的原因。

基于DSP的永磁交流伺服控制系统研究

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)交流伺服系统在工业领域得到了广泛的应用,本文在分析永磁交流伺服系统控制原理的基础上,讨论了基于数字信号处理器TMS320F2812的三相永磁同步电机交流伺服系统,并详细论述了该系统的硬件电路结构和软件设计。实验结果表明,基于TMS320F2812的三相永磁同步电机交流伺服系统硬件和软件设计合理,系统响应迅速,具有优良的动、静态特性。

高旋弹丸背景涡流磁场建模与补偿

为了实现高旋弹体姿态的高精度测量,对弹丸背景涡流磁场进行了理论研究和数学建模。基于等效线圈的思想推导了涡流磁场的单轴感应模型和三轴等效磁偶极子物理模型。利用磁矩在空间中的磁感应强度分布理论,建立了三轴耦合涡流磁场的数学模型,给出了涡流参数的表达式。结合误差传递的思想分析了涡流磁场引起的姿态测量误差,进行了数值仿真与半实物实验研究。结果表明:利用提出的涡流磁场模型进行补偿后的地磁分量测量误差小于0.01 A/m,补偿后的姿态角解算误差在±1°以内。为了满足高精度弹丸姿态测量的要求,必须要对涡流干扰磁场进行补偿。

电子螺旋秤在生石灰自动配料系统中的应用

详述了安 (阳 )钢烧结厂 90 /10 5m2 烧结机生石灰自动配料系统中秤体的安装、测量工作原理及测速传感器的工作原理 ,并介绍了系统的有关软。

混联式混合动力客车整车控制系统的开发

本文中为某型混联式混合动力客车开发了基于MPC5554的整车控制系统(HCU)。首先,根据混合动力客车的运行特点和动力总成结构,以最小燃油消耗为目标,提出了基于迭代动态规划全局优化算法和Elman动态神经网络的实时优化能量管理策略;接着根据整车需求和能量管理策略,以MPC5554作为CPU,完成了HCU的硬件系统设计;最后以ETAS PT-LABCAR为平台,进行了HCU硬件在环仿真试验。结果表明,所开发的HCU运行稳定、可靠,且能有效实现混合动力客车的实时控制,显著提高了整车燃油经济性。

经营性健身房硬件投资与盈利的研究

通过对我国经营性健身房硬件投资与盈利问题的调查与分析 ,获得了具有实际意义的相关数据。