基于无伸缩因子CORDIC算法的DDS设计

提出一种无伸缩因子的双曲线坐标旋转数字计算(CORDIC)算法,该算法解决了伸缩因子的补偿问题,扩展了传统算法中受限的收敛域。对改进算法进行了误差分析,并通过仿真图直观比较,表明采用的算法精度满足硬件精度要求。提出了一种CORDIC算法的多级流水线结构和一种新的直接数字频率合成器(DDS)设计方法,此方案降低了硬件复杂度,易于实现。

免缩放因子CORDIC算法改进及FPGA实现

本设计对免缩放因子CORDIC算法进一步改进,改进包括进一步减少迭代次数和减少双步CORDIC算法中区间折叠模块输出调整方式。将改进后的算法与免缩放因子单步算法和免缩放因子双步算法相结合,给出一种正余弦波形产生的架构。用Verilog编写RTL级实现改进后的架构代码,仿真输出与Matlab数据对比,其中正余弦误差都集中在2%以下。在Altera EP2C70F89C6芯片上做FPGA验证,时钟频率可达1000MHz。

基于FPGA实现改进CORDIC算法研究

传统的CORDIC算法虽然能提高相位分辨率,但是硬件资源的消耗量很大,为了解决这个问题,对传统的CORDIC算法进行了改进,主要增加了内部相位累加器的位数,同时使用两位的方向控制因子改进下级流水操作的加减,在同等硬件资源的消耗量的情况下实现了更高相位分辨率的正余弦信号的产生。通过QuartusⅡ和MATLAB验证了系统的可行性。

基于旋转模式的改进型CORDIC算法研究

针对CORDIC算法的缺陷,在旋转模式下提出一种改进型CORDIC算法,它不需要查找表和模校正因子,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件的开销,提高运算的性能,并通过重复迭代和区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度.误差分析表明该算法具有很小的误差.

低复杂度的改进型CORDIC算法研究

传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂、运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限.针对传统CORDIC算法的缺陷,在旋转模式下提出一种改进型CORDIC算法,它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件的开销,提高运算的性能,并通过区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度.误差分析表明该算法具有很小的误差.

基于旋转模式的改进型CORDIC算法

传统CORDIC算法需要通过查找表和许多乘法器才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂,运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限。针对传统CORDIC算法的缺陷,在旋转模式下提出一种改进型CORDIC算法,它不需要查找表和模校正因子,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件的开销,提高运算的性能,并通过重复迭代和区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度。误差分析表明该算法具有很小的误差。

基于遗传算法的汽车主动悬架变论域模糊PID控制

针对1/4车主动悬架系统,提出一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)的变论域模糊比例-积分-微分(proportional-integral-differential,PID)控制方法.在建立主动悬架系统模型的基础上,引入变论域思想设计模糊PID控制器.为进一步改善控制器减振效果,采用GA来优化变论域中伸缩因子描述函数的参数.结果表明:相比PID、模糊PID与未优化的变论域模糊PID等控制方法,基于GA的变论域模糊PID控制方法在降低车身垂向加速度、改善乘坐舒适性方面具有优越性;所提控制方法对簧载质量和车辆行驶速度不确定性具备较强的鲁棒性.

低复杂度的改进型CORDIC优化算法研究

CORDIC算法在电子、通信领域有着广泛的应用.传统CORDIC算法需要通过乘法器和查找表才能实现多种超越函数的计算,这会导致硬件电路实现复杂,运算速度降低,此外它能够计算的角度范围也有限.针对传统CORDIC算法的缺陷,提出一种改进型CORDIC优化算法,它不需要模校正因子和查找表,只需通过简单的移位和加减运算就能实现多种超越函数的计算,从而能够减少硬件资源,提高运算性能,并通过区域变换使得该算法能够适用于所有的旋转角度.误差分析表明该算法具有很小的误差.

基于自适应伸缩因子的变论域模糊PID振动控制方法

针对传统变论域模糊PID控制算法(VUFP)伸缩因子无法自适应调整的问题,建立了基于自适应伸缩因子的变论域模糊PID振动控制方法,从而进一步提升振动控制效果。在传统VUFP算法的基础上,将系统误差及误差变化率作为输入,伸缩因子参数作为输出,提出了伸缩因子自适应调整函数;从非零性、对偶性、单调性、正规性、协调性入手,通过理论证明了所提自适应调整函数的合理性;基于VUFP算法,利用系统误差及误差变化率实现了自适应调整函数参数的实时自适应调整,从而避免了VUFP算法中伸缩因子缺乏模糊规则导致控制效果降低的问题。3层框架理论模型和实验结构的振动控制结果表明:所提控制方法能实现函数型伸缩因子参数的自适应调整,针对框架结构加速度、速度及位移的控制效果均优于PID和VUFP控制算法,为建筑结构振动控制提供了一种新的控制算法。

基于CORDIC算法的高速可配置FFT的FPGA实现

论述了一种用于星载合成孔径雷达(SAR)星上数据实时自主处理系统中的高性能FFT的FPGA实现.采用CORDIC算法实现复数乘法,降低了系统的复杂性,提高了运算速度,并提出一种新型便捷的旋转因子产生方法,无需额外的ROM资源.采用块浮点的数据类型,有效避免了大点数FFT的溢出问题.运算点数可配置,能够实现64～32k点,实部、虚部均为16bit数据的FFT运算.整体设计采用16点并行流水结构,提出了适用于16通道并行读写的无冲突地址产生方法.最高工作频率可达118.89MHz,100MHz频率下,1024点FFT的计算时间仅为4.48μs,完全满足高速实时的运算要求.

快速并行σ_i预测CORDIC算法

ＣＯＲＤＩＣ作为一种计算三角／双曲函数和向量旋转的迭代算法，其硬件结构简单，易于并行化处理和ＶＬＳＩ实现，因而在实时信号处理方面有广泛的应用前景。在ＣＯＲＤＩＣ算法中，旋转迭代方向σｉ的快速确定是提高算法运算速度的一个有效方法。文中从ＣＯＲＤＩＣ算法的基本思想出发，提出了一种并行σｉ预测算法，直接由输入数据确定迭代方向，同时提高了算法的并行化程度，在保证精度的情况下能大大缩短ＣＯＲＤＩＣ迭代算法的运算时间。

改进的高基CORDIC算法及其在FFT中的应用

提出了一种改进的高基CORDIC算法,显著减少了传统CORDIC算法的迭代次数,同时保持模校正因子依然是一个常数。该算法可用于旋转角度能事先确定的场合,例如FFT计算中的旋转因子乘法。所设计的复数乘法模块采用SMIC 0.13μm工艺综合,结果证明,提出的结构相比通用复数乘法器节约了19.2%的硬件面积和29.1%的ROM存储器面积,同时SQNR大于83 dB,满足实际应用的要求。

一种改进双旋转CORDIC算法的反正余弦函数IP设计与实现

针对传统CORDIC算法在计算反正余弦函数时存在的缺陷,提出了一种带有常量校正因子和部分方向预测的改进型双旋转CORDIC算法,采用MATLAB平台实现算法建模及定点仿真,并在FPGA上完成了流水线结构的IP设计.此IP核的速度达到192MHz,平均误差小于10-4.结果表明本算法IP比传统CORDIC算法平均误差小,比线性补偿方法速度快,采用流水线结构时比双旋转算法资源占用少.

基于一种改进的CORDIC算法的FFT芯片设计

本文实现了基于CORDIC算法的FFT处理器的ASIC设计,提出来一种改进的CORDIC算法实现复数运算,通过改进单次迭代角度和当前选择角度判断方程,在实现同样计算精度的情况下可以将迭代次数减半,提高FFT运算速度。另外通过实时产生旋转因子系数,不需要额外的旋转因子存储空间。芯片测试结果验证了基于改进的CORDIC算法和实时产生旋转因子的FFT设计,1024点运算时间21.32us,硬件面积消耗减少19.4%,运算精度SQNR可以达到55.85dB,满足实际运用需求。

基于改进鲸鱼算法优化模糊控制的开关电源

针对反激式开关电源的控制策略问题,传统的模糊PID控制下的电源输出稳定性低,同时出现负载突变时的控制效果较差。利用鲸鱼优化算法对模糊PID控制系统进行优化,并且使用Tent映射对鲸鱼算法中初始种群进行混沌化,通过混沌鲸鱼优化算法对模糊PID控制系统中的论域进行优化,使得该控制系统下的反激式开关电源输出稳定度和抗干扰能力得到提升。基于Matlab软件完成反激式开关电源建模进行仿真研究。仿真结果表明,CWOA-FPID下的反激式开关电源的稳定性优于鲸鱼算法和粒子群算法优化下的控制器,当负载从10Ω变到5Ω时,本文下的控制策略相比较其它两个算法在电压恢复时间和电压输出突变都有显著优势。验证了改进鲸鱼算法优化的模糊PID控制器能够更好的满足反激式开关电源的控制要求。

基于多种群遗传算法的电动变桨系统的变论域模糊控制

针对电动变桨系统的时变性、非线性、大惯性及风速不确定性等特点,提出一种基于多种群遗传优化算法的电动变桨系统的变论域模糊控制方法。在该方法中,通过分析确定变论域伸缩因子的结构,利用多种群遗传算法优化其参数,实现伸缩因子参数的智能寻优,有效解决了模糊控制器精度不高、模糊控制中规则数量与控制精度之间的矛盾。在遗传算法迭代中,染色体采用实数编码、多种群、多目标并行搜索,利用最优个体最少保持代数作为算法终止判断。将设计的优化变论域模糊控制器应用于电动变桨系统的速度控制中,根据速度环的性能指标建立合适的目标函数,通过对基本论域自适应调整,实现了速度环的自适应控制。仿真结果表明,基于多种群遗传优化算法的变论域模糊控制在动态性能和稳态性能上优于变论域模糊控制。

基于Q学习算法的变论域模糊控制新算法

变论域模糊控制器的控制函数被"复制"到后代中,往往存在着"失真"现象,这种现象的后果是造成算法本身的误差.针对这一问题,本文提出了一种基于Q学习算法的变论域模糊控制优化设计方法.本算法在变论域模糊控制算法基础上提出了一种利用伸缩因子、等比因子相互协调来调整论域的构想,且通过用Q学习算法来寻优参数使控制器性能指标最小,使其在控制过程中能够降低"失真率",从而进一步提高控制器性能.最后,把算法运用于一个二阶系统与非最小相位系统,实验表明,该算法不但具有很好的鲁棒性及动态性能,且与变论域模糊控制器比较起来,其控制性能也更加提高.

一种基于双精度搜索算法的变论域模糊控制

针对定式变论域模糊控制精度不高,自适应能力有限,控制函数在遗传到后代时存在畸变而造成算法本身误差等问题,设计了一种基于双精度搜索算法的变论域模糊控制器。在基本万有引力算法全局搜索的同时,采用序列二次规划进行局部搜索避免算法陷入局部最优,提出具有"全局-局部"双重搜索机制的双精度搜索算法。在变论域模糊控制基础上提出了一种利用伸缩因子、等比因子相互协调来调整论域的构想,且通过双精度搜索算法来寻优参数,降低控制过程中的函数畸变,从而进一步改善控制器性能。对比实验表明DPSA在参数寻优中稳定性突出,控制器不但收敛速度快,且与其他控制方式相比,其精度和效果都有所提高。

基于改进樽海鞘群算法的PMSM变论域模糊控制

目的为提高自动化包装流水线的生产效率,针对永磁同步电机PI控制器参数无法适时调整而引起的稳态误差较大、抗干扰性差等问题,提出一种基于改进樽海鞘群算法的新型变论域模糊控制器。方法通过游走策略和变异分布策略对樽海鞘群智能算法的位置更新进行改进,同时加入过界个体的加权位置修正与劣势个体二次迁移,并将优化后的算法与变论域模糊PI控制器相结合,用于调节伸缩因子,以获得对永磁同步电机更好的控制效果。结果仿真表明,文中改进后的控制器较传统PI控制器有效减小了静态误差;同时优化后的控制器令PMSM在变速和变载工况下响应更快,较改进前的樽海鞘群算法作用下PI控制器在变速和变载工况下的超调量分别降低约21.35%和62.85%。结论算法优化伸缩因子后得到的变论域模糊控制与其他控制相比,更有效地提高了系统的鲁棒性,改善了系统的控制性能,减小了损耗。

北斗信号捕获相位相干算法的设计与实现

针对北斗二号卫星导航系统信号捕获运算量大的问题,提出一种利用相位相干算法搜索起始码相位的方法,并给出基于现场可编程门阵列(FPGA)的相位相干算法的具体实现方案,算法中关于旋转因子运算的问题主要借助坐标旋转数字计算方法和查找表方法得以解决。编译综合及仿真结果皆表明,与传统快速傅里叶变化(FFT)算法相比,新方法只需用到复数加法,运算量小,且能正确捕获信号。