基于FPGA的电力电子系统电磁暂态实时仿真通用解算器

电力电子系统较高的开关频率给传统以CPU为计算核心的电磁暂态(EMT)实时仿真带来了挑战。为了实现小步长实时仿真,该文提出并实现一款基于FPGA的EMT实时仿真解算器。该解算器的通用化框架分为离线和在线两部分,离线程序能够自动获取仿真模型的参数并生成计算数据,在线程序能够自动配置计算资源与控制逻辑。为了提高仿真速度,还提出一种低延迟的单周期浮点累加方法,用于构建解算器的基本计算单元。基于Xilinx Virtex7 xc7vx485t型FPGA芯片的评估与分析结果表明:相比某商业FPGA实时仿真解算器,该文解算器的仿真速度提高了一倍,仿真规模增加了29.69%~79.17%。最后,还通过两种电力电子变换器的实时仿真测试,验证了它的实际性能。所提解算器能够达到400 MHz的运行速度、100 ns级的仿真步长并保持较高的仿真精度,具有通用性强、自动化程度高、配置灵活等特点。

基于DSP的弹道解算器设计与评估

根据一维弹道修正引信对弹道解算模块的要求及一维弹道修正引信弹道辨识算法,设计了基于DSP的弹道解算器硬件和软件。对弹道解算器的性能进行了评估,证明DSP用于一维弹道修正引信弹道解算可行。

一种应用于航空发动机全权限数字电子控制系统的解算器处理技术

针对航空发动机全权限数字电子控制(FADEC)系统中解算器信号处理电路存在精度低、温漂大、响应慢、判象困难等缺点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的解算器处理技术,采用DDS激励、模拟积分器、象限判断器等实现信号的调制解调,采集误差不超过0.208‰,温漂不大于0.1‰,谐波干扰影响仅为0.03‰,响应速度达到两个周期以内,克服了激励和反馈相位差的影响,实现了四象限判断。

一种高精度、低成本旋转变压器信号解算器设计

针对目前旋转变压器测角系统成本高或解码精度不足的缺点,采用信号调理电路和软件解算算法相结合的方法,设计一种用于旋转变压器信号解码的解算器,该设计在保证测角系统解码精度的同时,又能大大降低成本。最后,采用M atlab仿真软件对该设计方案进行验证,证实了该设计方案的可行性。

磁阻解算器在转速和位置中的应用

介绍了一种新型的位置检测元件——磁阻解算器的工作原理、输出信号的转换方法及其在转速和位置检测中的应用。

非结构网格的并行多重网格解算器

多重网格方法作为非结构网格的高效解算器,其串行与并行实现在时空上都具有优良特性.以控制方程离散过程为切入点,说明非结构网格在并行数值模拟的流程,指出多重网格方法主要用于求解时间推进格式产生的大规模代数系统方程,简述了算法实现的基本结构,分析了其高效性原理;其次,综述性地概括了几何多重网格与代数多种网格研究动态,并对其并行化的热点问题进行重点论述.同时,针对非结构网格的实际应用,总结了多重网格解算器采用的光滑算子;随后列举了非结构网格应用的部分开源项目软件,并简要说明了其应用功能;最后,指出并行多重网格解算器在非结构网格应用中的若干关键问题和未来的研究方向.

一种飞机姿态数据解算器设计

为了提高基于RS422总线数据的飞机姿态参数检查效率和正确率,研究该RS422总线数据结构和数据解算算法,采用C语言编程设计实现了一种飞机姿态数据解算器,用软件实现了复杂的数据解算过程。验证结果表明,能快速计算出姿态参数数据,数据解算结果正确有效,满足了试飞参数数据检查需求。

基于SSN解算器的MMC-HVDC系统RT-LAB实时仿真

针对MMC-HVDC系统,构建了基于状态空间节点解算器(SSN)的改进RT-LAB仿真模型。该模型集成了基于FPGA亚微秒级M M C阀组仿真技术和基于SSN的背靠背系统及其相关交流电网仿真技术的优点与功能,可以实时模拟背靠背柔性直流输电系统的各种稳态和暂态运行工况,从而可以用于MMC的启动与充电控制策略研究及避雷器抑制直流单极短路过电压的效率研究。对背靠背MMC-HVDC算例的仿真验证了该模型的有效性。

相容拉氏方法中的ADRS近似Riemann解算器

基于可压缩多介质流动问题,分析AC(acoustic),MFCAV(multi fluid channel on averaged volume)和HLLC等近似Riemann解算器的优缺点,通过加权组合的方式设计一种自适应近似Riemann解算器ADRS(adaptive Riemann solver),详细介绍加权组合的自适应选取原则.将ADRS写成AC解算器的修正形式应用于健壮性好的相容中心型拉氏方法.给出Taylor Green vortex稳态流问题的误差分析等数值算例.

超越Spice:场解算器软件介入有空间约束的高频电路建模

场解算器软件可以预测电路的行为,这种电路的速度和密度都超出了Spice正常建模的能力。无论你是准备验证信号完整性还是设计一款RFIC,都应了解场解算器如何协助设计。

车辆动力学方程解算方法的构建

总结了车辆动力学方程解算过程中常用的数值计算方法,指出了在硬件在环仿真中编写源代码级解算器的必要性,介绍了在DAE和ODE方程解算过程中所用的模板技术,分析了此技术能提高运算速度的原因,成功编写并封装了源代码级的解算器,最后利用8自由度车辆模型进行了仿真.

拦截低慢小弹道解算方法研究与实现

为满足单兵拦截低空慢速小型无人飞行器实战中对弹道解算器的低成本、小体积、高精度的要求,设计了一种在STM32硬件平台上实现的手持弹道解算器。通过研究弹丸质心运动模型及其数值解法,提出并设计了基于STM32F407平台的提前命中目标位置的精确弹道解算方法,并完成软硬件调试。实验结果表明,设计的手持弹道解算器在精度和实时性方面能够满足单兵拦截低慢小目标作战需求。

大型民航客机油门装置驱动控制设计

油门装置是大型客机油门控制系统的执行装置,结构上包括油门伺服电机、传动机构和油门角度解算器。油门伺服电机接收飞行控制系统的速率指令,通过传动机构带动油门角度解算器旋转。解算器将油门角度信号输入发动机电子控制器实现对发动机推力的控制。油门装置中油门角度的控制直接影响发动机推力控制的准确性以及飞机的飞行安全。针对大型客机油门装置角度控制要求,开展油门装置驱动控制设计研究。首先,对油门装置的结构进行分析。然后,建立油门装置部件及系统整体的数学模型。最后,在Simulink下设计油门角度闭环控制系统并进行仿真。仿真结果表明,所设计的油门装置驱动控制系统能够较好地对油门位置和速度信号进行跟踪,且响应速度快。

基于3ds Max骨骼的虫子蠕动动画探索

3ds Max的骨骼系统在三维动画中的应用非常广泛,本文针对应用3ds Max的骨骼系统做试验动画,驱动三维卡通虫子的肌肉蠕动动画的实现,探讨了3ds Max的骨骼系统对于模拟肌肉蠕动动画的应用过程,对实现方式的不同效率做对比,同时分解了不同骨骼装配的方式,以及通过IK解算器的限制,达到控制虫子头部运动与躯体蠕动过程中的关联,实现虫子真实蠕动动画的控制器设置,总结出骨骼系统在针对三维虫子模型的动画过程中应遵循IK解算器的定位属性,做到操作简单,设定简洁的方式,通过尽可能少地设置IK解算器实现控制骨骼链运动。

汽车电控单元仿真软件设计与实现

针对汽车电控单元领域离散和连续系统的仿真需求,提出一套可扩展的仿真流程和基础仿真模块库。首先为领域常用基础仿真模块定义相应的计算方法,并定义基础模块的属性和行为,建立基础仿真模块库;然后通过对模型图的预处理和拓扑排序,得到模块计算顺序表,仿真器以该顺序表为基准计算时间步内各个基础仿真模块的状态;最后实现了四阶龙格库塔法解算器,从而支持连续事件的仿真。通过与现有商用软件Simulink在离散、连续和混合3个领域典型案例的对比,论证了该软件的准确度与可用性。

大型通用CFD软件体系结构与数据结构研究

针对大型通用CFD软件研制的需求,从新一代结构/非结构混合流场解算器的研制出发,着重研究了大型CFD软件的体系结构和数据结构。首先,针对未来计算流体力学对大型通用CFD软件的需求进行了分析,对软件研制中将要面对的各种计算网格、物理模型、计算方法以及未来多学科耦合计算的发展趋势进行了充分的需求评估。在此基础上,提出了采用面向对象软件设计技术、进行大型CFD软件体系结构和数据结构设计的方法,包括软件的整体架构、层次结构等,其间提出了运行数据库的概念。最后,研制了基于结构/非结构网格的结构/非结构混合解算器(HyperFlow),并通过典型算例对软件进行了验证,同时推广应用于不可压缩非定常流计算、高阶精度DG/FV混合算法等领域,表明本文提出的CFD软件体系结构和数据结构具有良好的通用性和可扩展性。

结合二叉判决图和布尔可满足性的等价性验证算法

本文提出了一种结合二叉判决图BDD和布尔可满足性SAT的新颖组合电路等价性验证技术 .算法是在与 /非图AIG中进行推理 ,并交替使用BDD扩展和基于电路SAT解算器简化电路 .如尚未解决 ,将用基于合取范式SAT解算器进行推理 .与已有算法相比主要有如下改进 :在AIG中结合多种引擎进行简化 ,不存在误判可能 ;充分利用了基于电路解算器和基于合取范式解算器各自优点 ,减小了SAT推理的搜索空间 .实验结果表明了本算法的有效性 .

卫星姿控发动机混合物羽流场分区耦合计算研究

研究求解喷管内流场N-S方程数值计算方法,发展基于N-S方程物面边界滑移流理论计算技术。提出求解羽流核心区轴对称DSMC模拟方法与远场三维DSMC仿真方案,发展多组元混合物羽流DSMC仿真方法。研究求解卫星姿控发动机内外近场、远场、倒流区和物面相互作用影响区多流域流场分区耦合计算技术,建立了一套用于求解混合物燃气羽流及对太阳电池帆板与卫星体表面撞击污染影响数值模拟方法。通过对分别安装于某在轨卫星不同位置两个典型姿控发动机燃气五组元混合物羽流计算研究及相关结果对比分析,证实本文数值方法可靠性。