基于ARM＋DSP＋FPGA的可重构CNC系统

通过分析基于PC机的数控系统及嵌入式数控系统架构存在的局限性,结合开放式数控系统的功能需求,设计了一个具有工业以太网功能的模块化嵌入式可重构计算机数控（CNC）系统.该系统改进了传统的基于ARM＋DSP＋FPGA的嵌入式系统设计架构,并扩展了工业以太网功能模块.在此基础上构建了系统硬件平台,给出了系统硬件构成及系统软件实现.该系统中央数字控制单元不再是一个通用的单CPU系统,而是一个嵌入式多CPU系统,不但运算能力强、结构灵活、成本低廉,而且具有通用性强、可组合、易扩展、可伸缩和开放性等特点.     

支持动态重构的制造系统逻辑控制器设计方法

支持动态重构的制造系统可通过组元升级、组态调整形成新的生产能力和功能,针对制造系统混流生产、快速重构的特点,其逻辑控制器也必须适应这一要求.提出了一种基于可重构Petri网的制造系统逻辑控制器设计方法.首先,根据制造系统的加工控制需求建立逻辑控制器形式化模型;其次,根据系统重构方式给出网重写规则;最后,逻辑控制器根据重写规则动态重构自身结构以适应新的生产需求.制造系统的变化通过重写规则可快速、自动重构成新的系统逻辑控制器并且其行为特性是可判定的.实际应用证明了该逻辑控制器设计方法的有效性和正确性.     

可重构制造系统生产能力扩展性重构方法

生产能力的缩放性设计是可重构制造系统(RMS)的主要研究内容之一.针对缺乏具有可操作性的生产能力重构方法的问题,提出了具有动态特性的约束RMS生产能力扩展性重构方法.通过分析生产能力缩放性原理,给出实现生产能力重构的3种基本方法.在给定RMS约束模型的基础上,通过建立系统成本模型、生产线平滑指数模型生成RMS生产能力扩展性设计的综合模型,并针对模型特点,提出了约束RMS生产能力扩展性设计的具体实现方法.最后通过实例验证了该方法的实用性和有效性.     

一种一维可重构计算系统模型的设计

文章提出了一种PE个数可配置的一维可重构计算系统模型,设计了PE间3种重构模式和PE内3种重构模式,大大简化了系统配置信息。建立C++描述的周期精确级系统模型,映射复数矩阵乘算法,分析比较不同PE内重构模式、同一PE内重构模式不同PE个数下系统的计算性能。实验结果表明,2-PE系统简单、灵活而高效。     

基于有源超表面天线罩的窄截面方向图可重构天线

针对无人机数据链通信存在抗干扰性能差、防捕获能力弱等问题,提出了一种具有良好气动性能的基于有源超表面天线罩的窄截面方向图可重构天线。该天线由宽带平面印刷全向天线、窄截面有源超表面天线罩以及双频阻抗匹配网络组成。当超表面天线罩上二极管均截止(未加偏置电压)时,天线罩处于全透波状态,天线工作于宽带全向通信模式。当超表面天线罩特定区域二极管导通时,该区域天线罩处于全屏蔽状态,天线工作于双频定向通信模式,此时通过引入双频阻抗匹配网络显著改善天线的阻抗匹配。全向通信模式下,天线相对带宽达到44.6%,全向增益可达1.37 dBi,不圆度小于2.5 dBi;定向模式下,双频天线上下频带分别为1.4 GHz和1.8 GHz,相对带宽分别为9.1%和15.3%,最大定向增益达5.2 dBi。该天线具有窄截面、低成本等优点,能够在宽带全向通信和双频定向通信工作模式之间灵活切换,有望提高无人机抗干扰、防捕获的性能。     

基于RMS关键特征偏好排序的重构方案评估方法

针对如何构建反映可重构制造系统本质特性的评估指标定量模型,以及某一重构方案相对其他方案优势和劣势都绝对明显情况下如何实现多方案优选的问题,提出一种基于RMS关键特征偏好排序的重构方案评估方法.在综合考虑可重构机床组件调整、制造单元调整基础上,建立衡量RMS可缩放性、可转换性、可诊断性、模块化、可集成性和定制化等特征的量化模型,以此为基础形成重构方案的评估指标,并采用层次分析法分配评估指标权重.评估过程中,先从局部采用部分偏好排序评估方法分别对方案的优势和劣势进行评估,然后从整体上通过完全偏好排序评估方法对重构方案的净优势进行评估,最终得出重构方案的综合评估结果.并以某研究所RMS车间为例,阐述了该方法的实施过程并验证其有效性和实用性.      

可重配置通用图像识别跟踪处理机研究

为满足战场适应性和通用性的需要,根据各种精密武器系统中图像跟踪信号处理机的共性,设计了通用图像跟踪信号处理机.由可重配置的大容量FPGA实现低层信号处理,由可编程的TMS320C6201 DSP完成高层数据处理,实现各种复杂的目标检测和跟踪算法;采用对FPGA和DSP的在线可重配置电路,实现系统的战场配置,使系统具有广泛的通用性和良好的战场适应性.最后给出了在弱小目标红外成像跟踪系统中的应用实例.     

基于场景匹配与可重构技术的自适应道路检测

车辆视觉辅助导航系统要求具有很高的鲁棒性和实时性。而视觉处理系统中,单一算法很难克服环境变化产生的影响,做到各种道路环境下的最优。针对目前这一研究难点,提出了基于道路场景匹配和硬件可重构技术的自适应道路检测方法。该方法基于道路场景分类来实现算法与道路场景的最佳匹配,利用可重构硬件来实现硬件算法功能的实时自适应重构,由此实现车辆视觉辅助导航自适应道路检测。实验结果表明:该方法具有检测性能好、鲁棒性强、实时性高的优点,检测正确率达到了90.17%,较好地解决了检测系统自适应性与实时性之间的矛盾。     

基于移动机器人的可重构多智能体系统平台的构建

介绍了构建基于移动机器人的可重构多智能体系统实验平台的方法.在详细分析了可重构系统的主要特点的基础上,阐述了分布式人工智能领域中任务分解理论、多智能体基于对策论的协调理论,给出了构建实验平台的实现策略,包括整个可重构系统的体系结构设计、单智能体结构设计.最后,采用开放式智能体结构技术实现了系统多智能体的组织协调.     

可重构企业信息系统中业务构件的可重用性研究与设计

针对可重构企业信息系统中业务构件的可重用性进行研究。本文首先结合设计模式和对UML元元模型的扩展,在对业务构件库中相似业务构件的共性部分和差异部分分析和抽象的基础上,提出了一种可重用业务构件模型———元构件;然后基于业务构件和业务构件集的形式化定义,对元构件进行了定义和语法描述,并对元构件的参数进行了详细设计,描述了如何通过元构件的编译参数和运行参数来提高业务构件的可重用性;最后给出一元构件应用实例。