Improved Hungarian algorithm for assignment problems of serial-parallel systems

In order to overcome the shortcoming of the classical Hungarian algorithm that it can only solve the problems where the total cost is the sum of that of each job, an improved Hungarian algorithm is proposed and used to solve the assignment problem of serial-parallel systems. First of all, by replacing parallel jobs with virtual jobs, the proposed algorithm converts the serial-parallel system into a pure serial system, where the classical Hungarian algorithm can be used to generate a temporal assignment plan via optimization. Afterwards, the assignment plan is validated by checking whether the virtual jobs can be realized by real jobs through local searching. If the assignment plan is not valid, the converted system will be adapted by adjusting the parameters of virtual jobs, and then be optimized again. Through iterative searching, the valid optimal assignment plan can eventually be obtained.To evaluate the proposed algorithm, the valid optimal assignment plan is applied to labor allocation of a manufacturing system which is a typical serial-parallel system.

Fourier hologram method using Gerchberg-Saxton algorithm for parallel femtosecond laser processing

In order to improve femtosecond laser throughput,a parallel processing system consisting of liquid crystal on silicon(LCOS)device as spatial light modulator is put forward.A method is described for displaying Fourier hologram on LCOS,and a high uniformity of several diffraction peaks in the computer reconstruction is achieved.Application of this method to the parallel femtosecond laser processing is also demonstrated,and two intersecting rings and three tangent rings are fabricated respectively by one time in the photoresist.

基于累加式实时串并联变换算法的机械故障声学监测方法

针对基于物联网(IoT)的冲压机床故障监测问题,为了降低冲压机床故障监测的计算复杂度,并提高其低频识别的精度,提出了一种无需机器学习技术的实时性机械故障声学监测方法,即基于累加式实时串并联变换算法的机械故障声学监测方法。首先,研究了物联网场景中冲压机床声学低频分析的必要性,并给出了声学信号的表达式;然后,针对频率轴上多个周期信号重叠导致参数估计较为困难的问题,提出了一种累加式实时串并联变换算法,将输入的采样序列馈入多个具有不同输出端口的串并转换器,从累加的波形中检测出最大绝对值,并进行了比较;最后,通过样本时隙划分,将累加式实时串并联变换算法应用于机械故障监测;通过仿真和冲压机床实机测试,对累加式实时串并联变换算法和实时性机械故障声学监测方法的有效性进行了验证。研究结果表明:在无需大量信号样本的情况下,使用累加式实时串并联变换算法有利于提高低频带的识别精度;在直方图相关性方面,累加式实时串并联变换算法和Morlet小波变换具有相同的性能,且均明显优于短时傅立叶变换;同时,尽管累加式实时串并联变换算法需要的加法总数比Morlet小波变换多2.5倍,但是乘法总数减少了20447%,大幅减少了计算的复杂度。

纳米工程中大规模分子动力学仿真算法的研究进展

综述了借助分子动力学仿真方法研究纳米工程领域中的单晶材料纳米压痕、拉伸、切削和磨削,非晶材料的纳米压痕和多晶材料的塑性变形等方面。介绍提高单机仿真规模的Verlet列表法、Cell Linked链表法、网格邻近列表链表法和列表势等串行算法,还描述原子分解法、作用力分解法和空间区域分解法等通过增加CPU的数量使仿真规模得到大大提高的并行算法。同时,从串行算法和并行算法两方面对国内外学者在该领域的研究现状进行较全面的综述。最后,指出目前的分子动力学仿真规模还不足以满足需求,仿真算法还需本质上的突破。

点对多边形位置检测的稳定串行最优与并行的算法

点相对于多边形位置检测是计算机图形学中的一个底层而基本的问题,目前的算法较多,但这些算法要么复杂,要么不稳定,都或多或少存在一些问题。为改进算法,首先从分析直线的正负性入手,进一步全面描述了点与有向线段的各种相互位置关系及相应的处理步骤。借助于正负性,不仅简化了点与有向线段的位置判断,降低了算法复杂性,更彻底消除了各种不稳定的因素。算法处理如此的精细也保证了算法的可并行性,实现了串、并行算法。实验证明,串行算法是一个稳定的最优算法。

基于状态连续变化的Hopfield神经网络的图像复原

针对图像复原提出了神经元状态连续变化的Hopfield神经网络模型,详细讨论了两种连续函数串行、全并 行复原算法的收敛性和参数选择,仿真实验表明,该模型能够精确达到能量极小点,并对复原图像的信噪比有一定的提高。

串并联数控机床的作业空间分析

鉴于并联机床普遍存在有效作业空间小、运动控制复杂和实用刚度还不理想等不足,采用了串并联混合式机床运动结构.针对所研究的4-4构型串并联机床,分析了影响作业性能的几何约束条件,采用基于位置逆解模型的极限边界数值搜索法,确定了机床作业空间,并通过数值仿真研究获得了机床运动参数和结构参数对作业空间的影响规律,为优化机床结构尺寸以获得尽可能大的有效作业空间奠定了基础.

基于遗传算法和状态信息的多设备混联系统维护调度优化

针对多设备混联系统维护优化的建模复杂性,系统分析了设备间的相互依赖性,建立了混联系统的维护调度模型。首先利用威布尔分布模拟设备的衰退过程;定义小修、大修和更换3种维护方式,以及3种维护方式对设备故障率的影响;考虑故障成本、维护成本、资源成本和停机成本,建立了系统一次维护活动的费用模型。其次,基于每次维护活动的费用模型,建立了系统维护多阶段的总费用率模型。最后,通过算例证明了提出的多设备混联系统维护调度优化模型的有效性。

串-并混联式研抛机床的开放式数控系统研究

以串-并混联式研抛机床为对象,对开放式数控系统进行了研究。设计了将PC机及多轴运动控制卡相结合的数控系统总体结构。基于Windows操作系统,设计了多层式结构的数控系统软件。以Visual C++为开发平台,提出了基于双口RAM的通信机制及两级式插补算法,进行了平面多边形及圆弧轨迹插补试验。试验结果证明该数控系统误差范围小。

大停电事故下机组串并行恢复策略预案

以快速恢复对大停电事故后系统的供电为目的,对比分析介绍了机组串、并行恢复两种策略。串行恢复将机组启动划分为几个时步,在各个时步内,先由遍历法确定可参加启动的机组,其后由选择排序法确定初期机组的启动,回溯算法以实现最大发电功率决定后续机组的启动。并行恢复以基于社团结构理论的分裂算法对系统分区,寻找各子分区时,由计算并移除最大边介数依次得到,其后各个分区同时并行启动。可以发现串行恢复适合小范围的停电事故,而大范围的停电事故下并行恢复更为合理。最后以10机39节点系统为例验证了这两种恢复策略预案。

并行数据库中JOIN运算的并行算法

JOIN运算的并行算法一直是并行数据库领域中研究的热点问题,先后出现了一系列并行JOIN算法或改进算法,但它们都存在着通信效率较低、负载调度频繁等问题。本文针对这些问题,在分析比较前人工作的基础上对SABJ+算法与ABJ+算法加以改进,得到了效率更高的并行JOIN算法ABJ++。

串并联机器人控制HIFU的插补算法的研究

针对高强度聚焦超声串并联机器人的硬件结构特点,插补算法采取了粗插补和精插补相结合的两级模式。为满足电机轴动态性能限制条件,同时采用了插补前加减速和插补后加减速的方法,并给出了插补算法的具体实现步骤。

序列模式挖掘算法的分析与比较

序列模式挖掘是数据挖掘中一个非常活跃的研究主题.迄今为止,围绕算法效率这个主题,人们作了大量的工作.一方面,从算法的设计策略入手;另一方面在实现算法所采用的数据结构上做文章;也有的甚至通过对所挖掘的模式进行限制以达到提高算法效率的目的.并对目前已有的各种典型算法作了详细的分析与比较,而且做出了适当的评价.

基于遗传算法的伺服系统PID控制参数整定

针对串并联机床伺服系统具有多变量、非线性和强耦合的特点,提出了基于遗传算法的串并联机床伺服系统PID控制。利用遗传算法快速寻优PID参数,实现对PID参数的整定。通过Matlab/simulink对串并联机床的双闭环调速系统进行仿真分析,结果表明,该方法具有调节时间短、无超调、鲁棒性强等优点,明显提高了串并联机床伺服系统的控制性能。

复图像基于多级次分数傅立叶变换振幅的相位恢复

研究了在分数傅立叶域中如何利用复图像多个级次的分数傅立叶变换振幅恢复其相位的问题.当级次的个数为2时,可使用著名的Gerchberg-Saxton(G-S)算法.数值模拟表明,G-S算法不能对所有的级次都能取得较好的效果.本文利用复图像多个级次的分数傅立叶变换振幅,通过并行和串行地组合G-S算法,得到了并行G-S算法和串行G-S算法,对级次个数为3的情形进行了大量的数值模拟,对误差随级次变化的规律进行了归纳,并给出了如何选取级次才能重构出较精确相位的方法.

分枝限界法的并行处理

该文对分枝限界法的并行化作了深刻的研究，提出一通用的并行分枝限界算法设计方法。

基于改进的OPTA的并串混合细化算法

现有的指纹细化算法存在着很多问题,如细化不彻底、纹线吞噬、骨架偏离纹线中心等。对OPTA(One-Pass Thin-ning Algorithm)算法和改进的OPTA算法进行了深入的分析和研究,指出了各自的优点和缺点。在此基础上提出了一种基于改进的OPTA的并串混合细化算法。该算法扩展了改进的OPTA算法的消除模板,舍弃保留模板,同时用缩小的消除模板来彻底细化。对以上算法进行了编程实验。实验结果表明,算法不仅保持了改进的OPTA算法的优点,也继承了OPTA算法的并行性,是一种较为理想的细化算法。

USB2.0中CRC码的并行算法及硬件实现

基于CRC检错原理,针对USB2.0协议规定的要求,研究了一种通用的CRC16并行算法及硬件实现。该方法适用于不同的CRC生成多项式和不同的并行度,尤其对并行度大于8位的高速系统的CRC计算。与常用的串行算法及查表法相比,该方法使电路的硬件实现比较容易,提高了电路对数据的处理能力,减小了时延,具有现实性及优越性。

GBAS算法在TSP问题中的应用研究

本文使用基于图的蚁群优化算法(GBAS)进行旅行商问题(TSP)的求解。首先,对GBAS算法分别进行串行、并行编程实现。其次,在串行编程情况下,通过对不同循环控制参数条件下TSP问题计算结果的比较评价,选择了合适的循环控制计算参数。最后,使用TSPLIB工具生成一系列对称TSP实例,基于所确定的计算参数,分别用上述两种算法进行计算,并对计算结果进行分析与总结。

时域CFD/CSD耦合方法能量精度分析及应用

研究两类时域计算流体力学/计算结构力学(CFD/CSD)耦合方法:串行分区方法和并行分区方法。从耦合界面能量守恒的角度分析不同耦合方法对能量守恒误差的影响。在非同位方法和并行分区方法的基础上提出非同位并行分区方法。使用不同的耦合方法,对二维气动弹性算例Isogai Wing进行计算,结果表明减小耦合界面上的能量守恒误差可以有效的提高计算精度,效率高于紧耦合方法;非同位分区方法的能量守恒误差小于同位分区方法,并且可以使控制方程满足界面连续条件;非同位并行分区方法继承非同位分区方法和并行分区方法的全部优点,采用该方法计算颤振边界,和文献结果吻合。