基于多任务学习方向图可重构稀疏阵列天线设计

方向图可重构天线能够根据实际需要实时改变阵列天线的方向图,稀疏天线阵在满足方向图要求的前提下可以有效降低天线设计的复杂度。提出了一种基于多任务学习的方向图可重构稀疏阵列天线设计方法。将稀疏阵列优化设计及其方向图综合问题转换成为稀疏矩阵的线性回归问题,利用多任务学习能同时对多个相关任务优化学习的特性,建立了多个方向图联合赋形的多任务学习模型。通过迭代收缩阈值的方法,对多任务学习问题进行优化求解,使得阵列天线能够使用更少的阵元实现多个方向图的重构。仿真结果表明,该方法可以生成相同阵列结构的稀布天线阵,并通过动态改变其权值向量,实现多个方向图的精确赋形。     

基于有色Petri网的复杂武器系统任务可靠性建模及估计

针对复杂武器系统的任务可靠性提出一种具有记忆标识的有色Petri网分层建模方法。首先用具有记忆标识的有色Petri网建立系统所有任务、每个任务具有的可重构数和所需资源,然后根据资源的状态和累积工作时间即可确定相应的任务能否完成,从而获得任务的可靠性指标。以某野战防空C^3I系统中旅指挥站为例说明该方法是可行的。该方法适合于多任务可重构系统的任务可靠性建模及其估计。     

多任务微小卫星姿态仿真研究

为了实现在整星制约条件下,以经济而可靠的手段满足三轴稳定多任务微小卫星(MTMS)姿态控制系统的功能和性能要求,分析了MTMS的运行任务,提出了基于多任务要求的工作模式划分,并对多任务过程的姿态确定和姿态控制系统进行综合分析和设计,建立数学模型。通过仿真验证,可实现多任务微小卫星的复杂任务设计要求。     

一种新型多无人机系统体系结构的设计

针对多无人机系统(multi-UAV system)的特点和执行作战任务的需要,对多无人机系统的体系结构进行了初步研究,先提出功能需求和设计原则,然后给出一种新型多无人机系统体系结构的详细设计方案。在该体系结构下,所有的无人机物理上平等,没有哪一架无人机是不可缺少或不可替代的。该体系结构实现了在动态变化的战场环境下,无人机可以根据当前任务情况自主组建动态团队和子团队,无人机在团队框架下协作完成预定任务。团队中的无人机自主选举出团队领导,由团队领导对整个团队或子团队进行逻辑上的集中管理。最后对该体系结构实现中存在的几个问题进行分析并给出解决办法。设计过程表明,该体系结构能够满足所提出的功能需求。     

一种新型计算机体系结构模拟器的研究与实现

模拟器是研究新型高性能计算机体系结构的一种快速、有效的手段。并行计算机体系结构模拟器SandFox是为了开展对网格化动态自组织体系结构（DSAG）研究而研制的新模拟器，在设计中采用模块化和层次化设计思想，通过四个层次的逐级模拟实现了对DSAG结构全系统模拟，并体现了DSAG的结构特点如资源按需分配，资源部件管理，资源部件可重构等，模拟器自身也可以通过交互式界面动态调整系统配置。应用测试及对测试数据的分析，表明了SandFox模拟器的正确性、可扩展性与动态性。     

分布式并行服务器的动态重构容错算法

分布式并行服务器的效率和可用性日益受到人们的关注。鉴于此,从体系结构上提出了动态重构容错模型,阐述了容错模型的数据分布和操作,并在此基础上描述了动态重构容错算法。该算法通过动态重构数据分布和操作解决了系统节点和网络故障,且使正在执行的任务不被中断。最后对比性地分析和测试了该算法的平均响应时间,说明该算法性能明显优于类似算法。此算法已成功应用于电子政务系统平台———分布式并行数据库系统DPSQL,经使用表明该算法使系统可用性和效率得到大幅度提高。     

控制网络节点可重构协议栈的仿真研究

针对控制网络中协议异构性以及通信环境不确定性的问题,提出可重构协议栈体系结构。基于MATLAB环境下的Stateflow和Simevents工具箱,设计了一套通用的协议元件库,支持协议栈静态重构和动态重构性能的仿真研究。进一步,研究了与Simulink工具箱的接口,实现协议栈与控制对象模型的联合仿真。该方法为研究协议栈对网络控制系统的影响提供了一个良好的平台,发展和完善了协议栈可重构理论。     

卫星观测系统整体调度的收发问题模型及求解

探讨了一类涉及多星、多地面站、多任务的卫星观测系统整体调度问题,该问题要求从过多赋权卫星观测需求中,选择有能力完成的一个任务子集,并为相应的拍照和数据下传活动安排资源和时间,以实现特定的优化目标.用一种变体形式的收发问题模型描述了该问题,并给出了其约束规划和禁忌搜索相结合的求解方法.最后用随机生成的问题示例检验了求解算法的性能.     

基于DSP的视频视觉系统设计及算法实现

为了用硬件实现计算机视觉算法,达到更好的实时性,提出了一种以DSP为核心的高效率的并行采集、处理、传输系统。介绍了该系统在实时性方面的设计考虑,并从软、硬件两个方面分别详细说明了这一并行体系结构的开发流程和工作原理。最后,提出了一种用于运动目标检测的变加权背景恢复算法及其DSP实现方案,论证了其可行性,并给出了处理结果。     

面向不确定多任务场景的海上联合作战装备体系贡献率评估方法

针对海上联合作战装备型种多样、体系构成复杂、能力生成涉及因素多等特点, 提出了一种面向不确定任务场景的装备体系贡献率评估方法。首先, 分析了海上联合作战装备体系结构、不确定型多任务场景组成和装备体系效能评估指标构成; 然后, 基于直觉模糊综合评估提出了面向不确定多任务场景的装备体系贡献率评估方法; 最后, 通过一个实例对体系贡献率评估方法的计算过程进行分析, 说明了本文所提方法针对海上联合作战装备体系贡献率评估的有效性。     

基于处理器在回路的卫星编队仿真验证系统

为了验证星载计算机的软/硬件性能,建立了以两个星载计算机为核心的卫星编队仿真验证系统。介绍了该系统的软、硬件构成,重点解决了动力学仿真机与星载计算机CAN总线双向数据传输、动力学仿真机以及星载计算机的进程同步、星载计算机的无线通信以及实时驱动STK场景动画显示等问题。在成功实现系统的基础上,进行了双星编队自主维持控制仿真。仿真结果校验了系统设计的合理性以及软硬件接口的正确性。

Abstract：

To verify the software and hardware performance of the on-board computer, a demonstration simulation system for formation flying satellites was established based on two on-board computers. The software and hardware architecture of the simulation system were introduced, and the key problems of the data communication between the dynamic simulation computers and the on-board computers via CAN bus, the synchronization of the dynamic simulation computers and the on-board computers, the wireless communication of the on-board computers, and the real-time visualization animation by driving STK were solved. Based on the developed processor-in-the-loop simulation system, the autonomous formation keeping control for dual satellites was performed. The simulation results demonstrate the validity of the simulation system and the correctness of the software and hardware interfaces.     

基于形式化方法的DIMA动态重构仿真与验证

针对可重构分布式综合模块化航空电子(distributed integrated modular avionics,DIMA)系统在设计初期缺少仿真与验证手段的问题,首先分析了可重构DIMA软件体系的架构特征以及支持动态重构的层次化通用系统管理(generic system management,GSM)的组件功能划分...     

基于可重组体系结构的密码芯片设计及其实现

为了在现有算法的基础上提高加密的安全性 ,提出了一种基于可重组体系结构的密码芯片设计原理和方法。这种设计使得用户通过编程可以改变芯片内部的电路结构 ,以匹配不同的加 /解密算法 ,从而支持不同的加 /解密算法在同一块芯片上的实现。该设计在Altera公司的APEX2 0KEFPGA上进行了成功测试 ,其功能和性能均达到了预期要求。结果表明 ,基于可重组体系结构这一重要思想可以有效提高密码芯片设计的安全性和灵活性。     

一种高效的微型SAR实时成像系统架构设计

旨在解决微型合成孔径雷达（miniature synthetic aperture radar, MiniSAR）实时成像处理系统级的关键问题。首先给出了MiniSAR的特点及因其产生的设计问题,分析了高分辨率指标下的系统需求,比较了传统方案的优缺点。为使系统性能最优化,设计了一个高效的体系架构,并给出了全面提升系统性能的一系列方法,减少处理器之间的数据交换、提高交换效率、提高交换速度,同时利用软硬结合的灵活方法解决模块化、可升级及可重配置的问题。最后通过与传统方法的比较验证其有效性,并给出成像结果和结论。     

Researching and implementation of reconfigurable Hash chip based on FPGA

The reconfigurable cryptographic chip is an integrated circuit that is designed by means of the method of reconfigurable architecture, and is used for encryption and decryption. Many different cipher algorithms can be flexibly implemented with the aid of a reconfigurable cryptographic chip and can be used in many fields. This article takes an example for the SHA-1/224/256 algorithms, and then designs a reconfigurable cryptographic chip based on the thought and method of the reconfigurable architecture. Finally, this paper gives the implementation result based on the FPGA of the family of Stratix II of Altera Corporation, and presents a good research trend for resolving the storage in hardware implementation using FPGAs.     

Image processing algorithm acceleration using reconfigurable macro processor model

The concept and advantage of reconfigurable technology is introduced. A kind of processor architecture of re configurable macro processor (RMP) model based on FPGA array and DSP is put forward and has been implemented. Two image algorithms are developed: template-based automatic target recognition and zone labeling. One is estimating for motion direction in the infrared image background, another is line picking-up algorithm based on image zone labeling and phase grouping technique. It is a kind of "hardware" function that can be called by the DSP in high-level algorithm. It is also a kind of hardware algorithm of the DSP. The results of experiments show the reconfigurable computing technology based on RMP is an ideal accelerating means to deal with the high-speed image processing tasks. High real time performance is obtained in our two applications on RMP.     

微小卫星星载计算机系统可靠性研究与设计

针对微小卫星星载计算机系统对可靠性和实时性的苛刻要求,提出一种冷、热备份并存的微小卫星星载计算机系统设计方案。利用计算机系统可靠性理论和马尔可夫链理论对该系统方案的可靠性进行建模、计算和分析。计算结果表明该方案既保留了热备份实时性好的优点,同时在一般条件下,三年内星载计算机系统可靠度能够达到0.97以上,能够满足一般微小卫星星载计算机系统的可靠性需求。     

基于随机Petri网的机载软件更新系统性能评价

近年来,航电系统发展的趋势由联合式航电系统向综合化航电系统逐步演进,许多应用将原来专用集成电路实现的功能采用软件实现。软件更新系统在机载航电系统中的地位日益重要。提出了一种高效机载软件更新系统OBSUS,并运用随机Petri网理论对其性能评价。首先,提出了OBSUS的系统结构与组件间的通信协议。其次,根据OBSUS的系统结构与通信协议,建立了系统的随机Petri网模型。最后,对随机Petri网模型进行了瞬态概率分析,针对影响系统的诸多因素,如flash芯片烧写时间、数据传输丢包率和数据传输速率等,对系统的综合性能的影响进行了量化分析。仿真研究结果对于机载软件更新系统的结构与数据传输协议设计,以及如何提高系统性能,具有较强的指导意义。