摘要：In recent years, graphical processing unit （GPU）-accelerated intelligent algorithms have been widely utilized for solving combination optimization problems, which are NP-hard, These intelligent algorithms involves a common operation, namely reduction, in which the best suitable candidate solution in the neighborhood is selected. As one of the main procedures, it is necessary to optimize the reduction on the GPU. In this paper, we propose an enhanced warp-based reduction on the GPU. Compared with existing block-based reduction methods, our method exploit efficiently the potential of implementation at warp level, which better matches the characteristics of current GPU architecture. Firstly, in order to improve the global memory access performance, the vectoring accessing is utilized. Secondly, at the level of thread block reduction, an enhanced warp-based reduction on the shared memory are presented to form partial results. Thirdly, for the configuration of the number of thread blocks, the number of thread blocks can be obtained by maximizing the size of thread block and the maximum size of threads per stream multi-processor on GPU. Finally, the proposed method is evaluated on three generations of NVIDIA GPUs with the better performances than previous methods.

摘要：针对压电陶瓷驱动器中的迟滞非线性特性,提出一种提高压电陶瓷执行器定位精度的复合控制方法。建立了非等间隔阈值的Prandtl-Ishilinskii(PI)迟滞模型,通过自适应差分进化算法进行系统辨识,求取参数并建立逆模型。考虑到压电陶瓷迟滞非线性特性随输入信号频率变化的特点,采用融合PI逆模型前馈控制与滑模控制的复合控制方法用于压电陶瓷的精密驱动。实验结果表明,相比逆模型前馈和PID结合的复合控制方法,采用逆模型前馈和滑模复合控制方法,平均误差下降了0.0300μm,均方根误差下降了0.0346μm,能有效克服压电陶瓷迟滞非线性,提高系统跟踪性能。

摘要：为了满足构造煤煤层气开发过程中的自动化实时监测任务,该文设计了一种低功耗地面记录仪,并在此基础上开发了煤层气监控系统。该地面记录仪采用低功耗STM32L433RC作为主控制器,搭配MAX485EN接口芯片以及W25Q64存储芯片,采用485总线传输以及Modbus串行通信协议,通过主从站任务转换,实现了数据的实时传输处理与服务器存储。上位机采用组态王软件编程。所设计的煤层气开采监控系统,具有低耦合、多设备、高集成等特点,提高了煤层气开采的自动化程度。最后,实验结果表明所设计的低功耗地面记录仪能够有效地上传传感器数据,且可与多仪器完成数据通讯,满足实际需求。

摘要：软硬件划分是软硬件协同设计中的关键步骤,决定了哪些功能由硬件执行,哪些功能由软件执行.软硬件划分属于NP难问题.现代嵌入式系统的复杂性提高,造成软硬件划分问题规模变大,需要采用启发式方法求解.禁忌搜索是求解软硬件划分的有效方法.然而,算法的求解过程非常耗时.已有的禁忌搜索求解软硬件划分是串行实现,要折中考虑解的质量和算法的运行时间.这种考虑牺牲了解的质量.本文提出基于GPU的自适应邻域压缩(compacting neighborhood)禁忌搜索的软硬件划分算法.首先,提出自适应策略.自适应策略能够增强算法的搜索集中性,提高解的质量.GPU的大规模并行特性可以降低算法的运行时间.其次,为了使算法在GPU上高效地执行,提出基于GPU的任务图表达、线程–候选解映射、数据布局和访存等一系列优化策略.最后,实验采用统一设备架构(CUDA)编程,并根据相关基准任务图,通过不同的计算–通信比和实时约束条件,对提出的方法进行验证.结果表明,本文方法的解质量要优于已有的方法.对比将自适应邻域压缩禁忌搜索自然移植到GPU后的运行时间,提出的GPU上的执行优化策略明显地降低了求解时间.另外,在更大规模的软硬件划分上验证了基于GPU的方法在时间上的优势.

摘要：LabVIEW是一款使用图形编程语言的开发平台,用LabVIEW编写出的仿真程序具有友好的人机界面.以直流电机转速控制系统为被控对象,基于LabVIEW软件平台,嵌入Matlab脚本节点,并用Matlab控制工具箱中的函数来实现PID控制器的设计,并进行仿真计算.另外,将系统的传递函数转换成状态方程,运用龙格库塔法求出方程的数值解.最后,针对具体的直流电机控制系统模型,进行了实例分析,从所设计的界面来看,PID各参数对系统性能的影响一目了然,而且计算过程简洁方便.

摘要：对地形数据建立细节层次模型是实时显示的有效方法。算法以传统ROAM算法为基础,首先对整个地形数据进行分块,在块的基础上由当前视点视点位置、地形的高度误差、三角误差共同决定分裂算法的执行,来实现进行三角形的二叉划分。通过利用帧与帧之间的相关性,调节期望绘制的实际三角面的数量,以达到恒定的帧速率。

摘要：目的:对设计的6RSS仿人并联咀嚼机器人进行刚性动力学建模分析。方法:首先,推导刚性动力学建模所需的运动变量(包括平动/转动速度和加速度)函数。其次,使用牛顿-欧拉法则建立机器人的刚性动力学模型。最后,在机器人受到咀嚼反力情况下,跟踪口腔健康志愿者的咀嚼运动轨迹,并开展数值计算。结果:数值计算结果表明,机器人的驱动力矩和约束力出现峰值的时刻和咀嚼反力出现峰值的时刻一致。结论:外力对机器人的逆动力学有较大影响,该研究为机器人的运动控制以及优化设计提供了理论依据。

摘要：针对煤层气开发过程中各类物理量数据采集和集成控制的要求,设计了基于LabVIEW的数据采集与远程监控系统。数据采集过程中因存在干扰因素导致测量精度低、实时性差等问题,提出了基于卡尔曼滤波的数据滤波处理方法;通过传感器测量、卡尔曼滤波预测和更新模型,对煤层气开采时地下的温度、压力进行实时检测与滤波处理。采用模糊控制算法,克服无精确数学模型导致煤层气气体收集装置阀的有效控制难题,实现对煤层气的高效采集。试验结果表明,该数据滤波及模糊控制方法能明显提升煤层气采集效率,实现远程可靠监控。

摘要：针对煤层气水平井双向往复式钻井过程中需要增大钻孔直径、增大卸压范围、改善通透性等特点,该文在采用直线电机驱动的水平井多级钻孔系统并基于直线电机传递函数模型的基础上,设计了一种在线校正的模型预测控制方法,以克服水平井钻井过程中参数的变化和各种干扰对系统的影响,提高煤层气解吸速率和效率。仿真结果表明,与传统PID控制效果相比,该方法具有响应速度快、超调小、鲁棒性强等特点,当噪声或异常值出现时,验证了算法的鲁棒性。

摘要：介绍了一种用发射电极和标尺电极来设计圆容栅角位移传感器的方法.通过分析电容传感器测量角位移的原理,将输出电压信号转换成脉冲信号,每一个脉冲信号代表一个确定的角位移,在一个固定角度内输出的脉冲数越多表示传感器的分辨率越高.在动栅盘上粘贴一些发射电极,在定栅盘上粘贴一些标尺电极.为了确保不在同一时间输出多个脉冲,发射电极和标尺电极的安装数目必须互质.同时为了保证脉冲间隔是均等的,还需要更多地考虑发射电极和标尺电极的安装数目,提供了一种设计圆容栅的新方法,有效地提高了角位移传感器的精度和分辨率.