基于细菌觅食算法的嵌入式机械臂角度控制器设计

进行机械臂角度控制器设计过程中,为提高机器人机械臂灵活性,降低关节角度控制误差,设计一种细菌觅食算法的嵌入式机械臂角度控制器;首先,构建机械臂动力学模型以获取机械臂的柔性特征及其关节位置,根据获取的信息确定角度控制器的硬件逻辑结构和算法;然后,使用ARM微处理器嵌入式操作系统,设计包含移动控制终端和机械臂控制端的控制器硬件结构;最后,采用细菌觅食算法优化控制器参数,并实现代码完成机器人机械臂角度的精准跟踪控制;实验结果表明:所提方法的位姿跟踪精度高达99%、物体偏移距离在0~0.2 mm之间,控制运行时间在0.33~0.78 s之间,表明所提方法的角度控制误差小、稳定性强,能够保证机械臂关节角度无超调,具有极高的机器工程应用价值。

柴油机ECU硬件在环仿真系统的设计

采用 PC上位机进行监控调节 ,高性能的单片机系统实现信号传输 ,DSP系统完成实时仿真任务 ,通过对这三个模块具体的设计分析 ,对自行设计的柴油机硬件在环仿真系统进行了全面的介绍 ,在对其软硬件组成。

基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型

提出了一种嵌入式软件能耗的统计模型,包括处理器、存储器和I/O控制器等硬件单元产生的能耗,然后通过分析ARM指令周期数的规律,设计了指令周期数的相应计算方法,该方法能够快速地计算软件运行时处理器产生的能耗。在高精度指令级嵌入式软件能耗模拟器HMSim中进行了模型实现。实验结果表明,该模型的能耗计算结果与实际仪器测量结果的误差在10%以内,可较准确地反映软件实现方式对系统能耗的影响程度。

抑制准周期干扰的自适应相干模板法

本研究将用于滤除工频干扰的自适应相干模板法进行了推广 ,使其可以用于抑制准周期干扰。这种方法利用干扰信号的准周期性 ,从原始输入信号中得到干扰信号模板 ,进而从原始输入信号中减去干扰信号的模板 ,从而达到滤除信号中准周期干扰的目的。自适应相干模板法不需要附加的参考通道 ,方法简单 ,计算量小 ,无需专用硬件即可实现。

基于视频图像的远程火灾探测系统

将传感器技术用于大空间火灾探测时,存在距离短、误报率高、可靠性差等不足。为此,在TMS320DM642微处理器和TI的DSP/BIOS实时操作系统上,设计基于视频图像的远程火灾探测系统。建立RGB空间颜色模型,对连续数帧火灾图像做预处理,分析频闪特性并进行模糊聚类,提取疑似目标区域,以火焰相关性、面积变化率和圆形度3个特征作为火灾识别依据。实验结果表明,该系统提高了大空间图像型火灾探测的精度和速度,可满足远程火情监测需要。

基于MEMS加速度计的输入系统的研究

该文章介绍了一种新的电脑无线输入系统,使用MEMS微加速度计作为系统的敏感元器件。该输入系统包括发射端和接收端两个子系统。文章分别从工作原理、软硬件设计等方面介绍了该输入系统,包括所使用的微加速度计、微处理器和传输模块,并给出了输入系统的第一代实际PCB原型。并且在二维的基础上扩展了微加速度计在三维的应用,设计了一个新的三维模型,并进行了试验的验证。

可降级现场总线网系统可靠性的评价方法

本文根据可降级现场总线网系统及其应用领域的特点 ,提出把可用性与可靠性 (reliability)有机接合起来对系统广义可靠性 (dependability)进行评估的方法 。

IEC61850标准下合并单元的研究

合并单元是随着电子式电流、电压互感器的产生而出现的,在一定程度上实现了过程层数据的数字化和共享化。文中分析比较了相关国际标准,指出合并单元是实现过程层与间隔层串行通信的重要部分。从分析合并单元的通信映射和信息模型入手,提出了一种基于ARM微处理器的合并单元模型。该模型基于ARM嵌入式硬件平台,采用Linux作为操作系统,利用以太网控制器CS8900A实现ECT/EVT数据的传输,具有工程实用价值。

基于排队网络的流水线模拟器任务缓存新分析模型

流水线软件模拟器是嵌入式微处理器软件仿真系统的关键技术,提出对嵌入式微处理器流水线仿真系统的排队网络建模与缓存大小分析方法.对SPARC-V8流水线模拟器建立M/M/1/N型排队网络模型,分析指令到达及服务阻塞机制.为了解决模型计算中的阻塞问题,在排队网络模型中增加"保持节点",得到扩展的等价排队网络模型.采用近似计算迭代算法,得到系统性能评价指标,并建立排队网络节点性能关系曲线,确定各功能模块的任务缓存大小.根据得出的任务缓存计算值设置流水线软件模拟器实际缓存大小,实验表明模型计算数据与实际运行数据基本一致.该评价方法对嵌入式微处理器流水线仿真系统的建模与性能分析具有重要的指导意义.

龙芯1号处理器结构级功耗评估有效性分析

结合龙芯1号处理器实际设计过程,介绍了处理器功耗评估的方法和功耗模型,分别对结构级、电路级功耗评估和实际芯片3种情况进行测试程序仿真.经过量化分析和比较表明:结构级功耗评估具有仿真速度快、评估结果误差和测试程序相关,并且同一测试程序误差能够追随电路级功耗评估等特点,说明了龙芯1号处理器进行结构级功耗评估的有效性.采用该方法可显著提高低功耗处理器结构的设计效率.

使用支持向量机的微处理器验证向量优化方法

为了解决微处理器仿真验证中随机验证向量质量不高的问题,提出了一种基于支持向量机(SVM)的验证向量优化方法。该方法将已仿真运行的验证向量及其覆盖率信息作为支持向量机的样本进行有监督学习,得到验证向量关于功能覆盖点的分类器。利用训练后的分类器对于新产生的验证向量进行预测,并丢弃预测中不能提高覆盖率的冗余验证向量。实验数据表明该方法能准确地过滤冗余验证向量,提高仿真运行的验证向量的质量。和完全随机的验证向量生成方法相比,该方法达到相同的功能覆盖率仅需要前者1/3的验证向量。

细粒度显式并行体系结构微处理器设计

文章在分析微处理器体系结构发展的基础上，利用文献[1]提出的显式硬件单元控制EHCC技术，设计了一个细粒度显式并行计算微处理器模型。仿真结果表明细粒度显式并行计算将是微处理器体系结构发展的理想方向。

航空发动机实时并行仿真器设计及应用

给出了利用 8个数字信号处理 ( DSP)微处理器 ( TMS32 0 - C30 )设计航空发动机数字仿真器的原理及结构 ,讨论了基于多口存贮器设计共享存贮器的性能特点。在以 PC机为主控机构成的主 /从仿真器系统上运行了某型发动机仿真模型 ,给出了仿真模型在该仿真器上运行的任务分配方法 。

基于单片机的风洞模型姿态控制系统设计

传统的角度控制均采用旋转编码器,虽然技术成熟,但价格昂贵;本文介绍选用自整角机及其变送器代替传统的光电编码器,通过两个步进电机实现模型姿态的控制。应用单片机作为控制器,实现对实验模型攻角和侧滑角的改变,角度变化范围分别可以在-15度到+20度、-180度到+180度,系统最后控制精度和测量精度均为0.5度。

基于排队模型的总线缓冲估计

根据嵌入式微处理器结构特征,提出了一种基于具有优先级排队模型的总线接口缓冲估计方法.通过对系统的抽象,建立了总线缓冲的排队模型,然后给出详细的估计步骤.最后对结果进行了理论分析,并针对实例应用该方法进行了缓冲容量估计,估计结果同高层仿真结果进行了比较,证明了该方法的有效性.

微处理器功能验证的模拟加速方法

复杂微处理器的功能验证是当前主要的设计瓶颈.为提高验证效率,提出了自验证和混合模型模拟两种模拟加速方法.前者通过实现验证流程的自动化来提高验证效率,其有效性正比于激励空间的规模,反比于单个向量的平均模拟时间;后者则通过模拟不同抽象层次子模块模型组成的系统,将全芯片网表的验证时间从子模块数的指数关系降低到线性关系.该方法的有效性和可行性在32位处理器的设计实践中得到了验证.

VLIW体系结构微处理器功能验证模型

为了系统而有效地设计微处理器功能验证激励,针对VLIW体系结构微处理器的结构特征,特别是多操作流水线并行特征,提出了VLIW体系结构微处理器的功能验证模型,基于该模型,针对一个规模为1500kbit等效逻辑门的VLIW体系结构微处理器,完成了功能验证方案的制定和105周期功能验证激励的设计.

嵌入式微处理器的高层总线缓冲模型

本文针对嵌入式微处理器结构特征,提出了一种高层总线缓冲模型。随后根据提出的缓冲模型设计仿真算法,并根据实际的设备行为进行抽样统计分析,实现了带有缓冲设备的高层动态仿真。结果显示高层的仿真结果反映了实测电路级仿真的数据趋势,具有很好的一致性,证明了高层模型及仿真的有效性。

一种中小型电动机微机保护装置的研制

在分析传统电动机保护基础上,介绍了一种低成本的中小型电动机及驱动设备微机保护与监控装置的硬件设计、软件设计、保护算法,描述了短路保护、二段定时限保护、过热保护、起动超时保护、低电流保护、负序过电流保护、零序过电流保护、过电压保护、低电压保护及负序过电压保护的功能。所介绍的装置造价低,功能全,运行稳定可靠。

电池舱电解液泄漏监测系统研究

针对金属锂-亚硫酰氯电池在民用工业和军事工业应用过程中存在电解液泄漏的风险,应用软测量技术,通过检测电池舱内的温压变化信息,建立泄露检测模型,并以该模型为基础设计电池舱电解液泄漏监测系统.当电解液发生泄漏时,进行泄漏报警,同时得到泄漏量和泄露位置,并利用LabVIEW为软件开发平台,开发实时监测界面,在线监测电池舱电解液泄漏情况,实现传感器失效报警、高温报警和高压报警.经测试,该方案能实现实时在线监测电池舱中电解液泄漏情况.实验结果表明,该监测系统运转良好,适用于密闭空间中气体、液体泄漏的监测.