NURBS曲线的平滑自适应插补算法研究

为实现数控机床高速度高精度加工,提出了一种综合轮廓误差和进给加速度控制的NURBS曲线平滑自适应实时插补算法,并在考虑加减速时把加加速度的影响也考虑在内。算法保证了平滑无冲击地进给过程,有利于提高加工效率和加工质量。     

基于改进TEB算法的阿克曼机器人运动规划系统

TEB(timed elastic band)算法通过修饰全局路径规划生成的初始轨迹来优化机器人轨迹,得到一条满足机器人运动学动力学约束,避开障碍物,时间较优的轨迹。加速度的变化率过大会使机器人底盘电机输出的力矩突变引起机器人受到冲击震荡,加加速度的约束可使加速度的变化率限定在一个合理的范围,在TEB方法中缺少加加速度约束的基础上,对原始TEB算法进行改进,在轨迹优化过程中构建了具体的加加速度的约束,并在Stage仿真平台对改进TEB算法进行了仿真和在真实的阿克曼机器人上进行了实现,实验结果表明:得到的轨迹满足运动学、动力学,避开障碍物的要求而且平滑,真实机器人运动平顺。可见,改进的TEB算法适用于阿克曼机器人,规划的轨迹效果较好。     

多约束条件的NURBS曲线自适应前瞻插补算法

针对数控系统加工过程中的刀具抖动和机床震荡等问题,提出多约束条件的NURBS曲线自适应前瞻插补算法。在预处理阶段,根据曲率变化对NURBS曲线进行分段,速度规划采用改进正弦三角函数加减速算法,获取连续和平滑的加加速度曲线;综合NURBS曲线弓高误差、最大法向加速度和加加速度以及机床动力学等多约束条件对进给速度进行自适应调节。在实时插补中,采用二阶泰勒展开式计算插补参数,实时计算进给速度。仿真结果表明,多约束条件能全面且自适应地处理曲率极值点等特殊位置的进给速度,曲线插补输出的弓高误差小于设定的最大值,满足高速高精的加工要求。     

具有轴向动态约束的NURBS路径进给速度规划

在传统速度规划方法中,轴向加速度约束通常是定值约束,不能充分发挥机床轴向加减速性能,影响加工效率.对此提出了一种新的考虑轴向加速度动态约束的进给速度规划算法.首先,对NURBS曲线路径进行弧长自适应二分离散处理,获得弧长参数和采样点.之后,构建切向速度、加速度、加加速度约束和轴向加速度动态约束的优化模型,对采样点的多约...     

基于CCD和FPGA的自适应阈值算法研究

本文提出了基于FPGA的图像处理自适应阈值算法,实现了激光光斑中心的高速实时检测。     

应答器上行链路信号自适应解调方法的FPGA实现

为降低电磁干扰对信号传输的影响,分析了应答器上行链路信号传输过程及其易遭受干扰信号的特点,设计了基于符号LMS算法的自适应解调方法。为在硬件平台中实现该解调方法,通过仿真计算,确定LMS算法的自适应算法中间变量变化范围,使用截位操作完成权值系数的更新,设置均衡器长度、步长因子、中值滤波系数分别为1、1/64、16,可在不占用过多硬件资源情况下获得良好的解调性能。解调算法在FPGA上予以验证,实验表明,当信噪比为6dB时,FPGA中自适应解调误码率为0.000001,在信噪比大于等于6 dB时,实测误码率与仿真分析误码率基本一致;FPGA自适应解调方法在列车不同速度等级下误码率均小于10-6。     

基于FPGA的自适应均衡器设计与实现

在对LMS算法进行MATLAB仿真的基础上,采用硬件描述语言VHDL和FPGA完成LMS自适应算法的硬件实现。自适应均衡器的设计采用自上向下的设计思想、串并行相结合的流水线操作方法、定点运算方法,在Quartus II 4.1平台和Stratix II系列芯片上进行了综合和仿真。结果表明,该设计结果符合要求,能实现自适应过程。     

机动目标跟踪的自适应混合多模算法

本文介绍了用于机动目标跟踪的自适应混合多模算法。这个算法不需要预先定义模型,它利用一个二级卡尔曼滤波器来估计目标的加速度,这个加速度被用于混合多模算法中具有不同确定性加速度的子滤波器中。文中给出了自适应混合多模糊算法的一个计算机模拟结果并和无自适应混合多模算法的结果进行了比较。     

机动巨标跟踪的自适应混合多模算法

本文介绍了用于机动目标跟踪的自适应混合多模算法.这个算法不需要预先定义模型,它利用一个二级卡尔曼滤波器来估计目标的加速度,这个加速度被用于混合多模算法中具有不同确定性加速度的子滤波器中.文中给出了自适应混合多模算法的一个计算机模拟结果并和无自适应混合多模算法的结果进行了比较.     

一种新的改进的“当前”统计模型的自适应滤波算法

针对标准"当前"统计模型中加速度和机动频率需要预先设定的不合理,以及在跟踪非机动和弱机动目标时存在精度不高的问题,从加速度状态方程式中推导出机动频率自适应表达式;并结合已有的加速度方差自适应算法,提出了一种新的基于"当前"统计模型的自适应卡尔曼滤波算法。仿真结果表明算法的有效性和合理性。     

机动目标跟踪中一种改进的自适应卡尔曼滤波算法

针对“当前”统计模型中预先设置机动频率和加速度极限值造成对目标跟踪精度不高的问题,提出一种新的参数自适应算法.该算法利用目标前后2个时刻的加速度均值代替“当前”统计模型中只利用前一时刻的加速度值作为当前时刻的加速度均值,推导出了机动频率自适应,再利用加速度方差与加速度变化量之间存在的正比线性关系,推导出了加速度方差自适应,避免了由于参数设置不合理而造成的跟踪误差.理论分析和仿真结果表明,改进算法有效提高了目标跟踪精度,仿真结果验证了改进算法的有效性.     

一种应用于FPGA设计的GSFAP算法的优化

自适应滤波是应用在时变的未知系统中的关键技术,基于高斯-赛德迭代的快速仿射投影算法（FAP）是自适应滤波中解决输入信号相关性较高问题的一种较优算法,通过对这个算法的深入研究,以变换矩阵运算为基础,提出了一种应用于FPGA设计的优化方法.优化后的算法与原算法相比,运算更加简单,并易于在FPGA上实现.以ALTERA公司的CYCLONEⅡ芯片为目标设计芯片,为利用该芯片上集成的嵌入式乘法器对优化后的算法进行模拟设计建立了基础.     

一种新的基于FPGA实现的判决反馈均衡器结构

自适应均衡算法是无线通信系统中解决多径效应的主要手段,由于无线通信系统带宽的不断增加,如何提高自适应均衡器的速度是一个非常迫切的问题,而反馈和复杂的矩阵运算会制约使用LMS算法判决反馈均衡器的工作速度的提高．为此,笔者从LMS算法中的梯度运算出发,解决了误差与均衡器输入向量之间的时序对应关系的协调,从而提出了一种适合于FPGA实现的高速判决反馈均衡器结构,最后给出了在FPGA上的具体实现结果,其表明了该算法对于提高判决反馈均衡器的工作速度有显著的效果．     

DES算法在VoIP系统中的嵌入式设计与实现

针对目前VoIP信息加密不足,介绍了在VoIP终端设备中植入基于DES算法的加解密模块的整体设计。论文分析了硬件实现加解密的优势,设计了加密模块的顶层结构及各个模块,重点介绍了加密算法各个子模块的设计,并用ModelSim对子模块进行了功能验证和仿真,最终在FPGA中嵌入式实现了加解密算法。仿真和实测表明,算法的实现占用的FPGA资源少,速度快,性能稳定。在终端实现对语音的加解密,必将因为其更好的安全性广泛的应用于VoIP系统中。     

混合动力汽车传动系统扭转振动自适应抑制方法

为了提高混合动力汽车舒适性和安全性,提出混合动力汽车传动系统扭转振动自适应抑制方法。依据广义牛顿第二定律扭矩平衡原理,建立传动系统动力学方程和状态空间方程;离散化处理状态空间方程,利用长短期记忆网络,建立传动系统状态变量预测模型;引入理想延迟值时滞补偿离散状态空间方程,得到电机转速;以最小电机-车轮转速差、最小电机动作变化量为目标函数,建立扭转振动自适应控制模型;通过天牛须算法求解模型,实现扭转振动自适应抑制。实验结果表明,该方法可有效降低电机-车轮转速差,实现扭转振动自适应抑制;不同工况下,该方法抑制后电机-车轮转速差较小,具备较优的自适应抑制效果。     

结合STM32和FPGA的步进电机运动控制系统设计

研究并设计一种以STM32F103和FPGA为核心的步进电机运动控制系统,通过上位机完成对步进电机运动状态的控制,达到加减速、速度等级选择、方向控制等目的,实现系统的软硬件结合.采用增量式编码器完成电机位置的反馈,通过FSMC总线完成单片机与FPGA之间的通信,以Verilog HDL硬件描述语言为基础进行步进电机控制程序的编写.对系统的数据输送、驱动脉冲进行仿真,并且完成实际调试.结果表明,所设计的控制系统简单实用、效果良好且可移植性强.     

基于CMKF-D的雷达航迹多径起伏修正

针对某单脉冲测量雷达由于多径效应出现的目标航迹高低起伏现象,实现基于改进当前模型的自适应去偏转换测量卡尔曼滤波(CMKF-D)算法,并合理设置加速度门限以检测目标机动,调整参数自适应处理机动和非机动航迹段。计算结果表明：文中算法能够较好的修正航迹高低起伏。     

一种FPGA实现的红外小目标检测算法

针对环形去最大中值滤波和帧间轨迹关联红外小目标检测算法流程与现场可编程门阵列(FPGA)并行不兼容的问题,对原有算法进行了并行化改进.主要从简化阈值计算、采用上一帧统计值进行自适应阈值分割和多帧检测循环三个方面进行了优化.在对检测性能影响较小的前提下,通过对算法结构进行优化,消除了算法中全局计算依赖,使其更适于FPGA进行算法实现.以FPGA实现优化后算法时,在80 MHz工作时钟下,处理2 800×2 800像素图像能够达到10帧/s的速度,满足大部分实时红外探测系统的要求.     

一种在FPGA上实现FIR数字滤波器的资源优化算法

针对原有在FPGA上实现高速FIR滤波器的移位加算法,进一步分析了算子调度的具体过程,讨论了在不同情况下该算法所能达到的最省资源的算子调度方案,并提出了优化的具体规则。在Xilinx spartan3系列FPGA上的实现结果表明,对于16阶固定系数FIR滤波器,相比于原有的移位加算法以及Xilinx Coregen^TM生成的同等规模的分布式算法滤波器,采用优化算法后的FIR滤波器可节省资源分别达11.7%和29.7%。     

3 bit块自适应量化算法的FPGA实现

用现场可编程门阵列(FPGA)对合成孔径雷达(SAR)原始数据进行压缩能降低数据压缩时间,增加雷达分辨力.针对分块自适应量化(BAQ)算法的理论基础以及数字信号处理器(DSP)与FPGA各自的结构特点,提出了用FPGA实现BAQ压缩,并介绍了具体实现过程.试验结果表明,用FPGA实现BAQ压缩速度快,电路结构简单,压缩后的信号保真度高,因此用专用集成电路对SAR原始数据进行压缩将是改善数据压缩速率的有效手段.