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部分连接宽带毫米波全双工MIMO系统混合波束成形设计

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小型微型计算机系统 2024年第4期45卷 933-942页

作者：王庚善杨志家李志航中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016 中国科学院网络化控制系统重点实验室沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169 中国科学院大学北京100049

毫米波全双工MIMO系统是满足未来无线通信大带宽、低时延等需求的一种可行方案.本文针对采用有限精度移相器和部分连接结构的宽带毫米波全双工MIMO系统的混合波束成形问题进行研究,提出了一种可行的混合波束成形方法.首先,不考虑自干扰... 详细信息

毫米波全双工MIMO系统是满足未来无线通信大带宽、低时延等需求的一种可行方案.本文针对采用有限精度移相器和部分连接结构的宽带毫米波全双工MIMO系统的混合波束成形问题进行研究,提出了一种可行的混合波束成形方法.首先,不考虑自干扰信号,利用上行/下行各子信道的奇异值分解和注水算法得到各子带最优全数字发送和接收波束成形矩阵;然后,将得到的全数字波束成形矩阵分解为满足部分连接结构的模拟波束成形矩阵和各子带数字波束成形矩阵;最后,利用最小均方误差准则更新各子带数字接收波束成形矩阵以降低自干扰信号对频谱效率的影响.分析表明,所提方法的算法复杂度较低;仿真结果表明,所提方法的频谱效率要优于相关研究和半双工毫米波通信.

关键词：宽带毫米波全双工 MIMO 混合波束成形自干扰抑制频谱效率

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坚持党建引领聚合力抢占智能制造制高点

共产党员 2024年第14期 13-14+11页

作者：杨志家中国科学院沈阳自动化研究所工业控制网络与系统研究室党总支

工业控制网络与系统研究室主要从事工业信息技术基础理论和应用技术研究，是中国科学院重点实验室主要依托单位，现有科研人员115名，其中党员73名。多年来，我们始终坚持党建引领科技创新，团结和带领研究室党员群众，面向国家科技前...

工业控制网络与系统研究室主要从事工业信息技术基础理论和应用技术研究，是中国科学院重点实验室主要依托单位，现有科研人员115名，其中党员73名。多年来，我们始终坚持党建引领科技创新，团结和带领研究室党员群众，面向国家科技前沿和辽宁振兴发展需求，持续在工业物联网、智能测量、信息与功能安全等领域产出一批重大原创成果，为国家科技自立自强贡献了重要力量。

关键词：

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面向CNN卷积层硬件的计算资源优化设计

微电子学与计算机 2024年第7期41卷 89-95页

作者：王彬燏杨志家谢闯连莲王颖沈阳化工大学信息工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院网络化控制系统重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

传统卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)专用加速器在实现卷积层算子重构、数据复用和计算资源复用时,会产生硬件资源利用率较低的问题。对此设计了一种基于动态寄存器堆和可重构PE阵列相结合的硬件架构,通过优化数据流使... 详细信息

传统卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)专用加速器在实现卷积层算子重构、数据复用和计算资源复用时,会产生硬件资源利用率较低的问题。对此设计了一种基于动态寄存器堆和可重构PE阵列相结合的硬件架构,通过优化数据流使得各PE单元负载均衡,进而提高卷积层计算资源的利用率。可灵活部署0~11大小和1~10步长的奇数卷积核,支持多通道并行卷积、输入数据复用等操作。设计使用verilog硬件描述语言实现,通过创建UVM环境进行功能性验证。实验表明:在加速AlexNet模型的卷积层时,峰值算力的吞吐率相比于相关研究提高了9.5%~64.3%,在映射5种经典神经网络里不同尺寸大小和步长的卷积核时,PE单元的平均利用率相比于相关研究提高了4%~11%。

关键词：可重构PE 动态寄存器堆灵活性资源利用率

部分连接宽带毫米波全双工MIMO系统混合波束成形设计

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小型微型计算机系统 2023年

作者：王庚善杨志家李志航中国科学院大学中国科学院机器人与智能制造创新研究院中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室中国科学院网络化控制系统重点实验室

毫米波全双工MIMO系统是满足未来无线通信大带宽、低时延等需求的一种可行方案。本文针对采用有限精度移相器和部分连接结构的宽带毫米波全双工MIMO系统的混合波束成形问题进行研究，提出了一种可行的混合波束成形方法。首先，不考虑自... 详细信息

毫米波全双工MIMO系统是满足未来无线通信大带宽、低时延等需求的一种可行方案。本文针对采用有限精度移相器和部分连接结构的宽带毫米波全双工MIMO系统的混合波束成形问题进行研究，提出了一种可行的混合波束成形方法。首先，不考虑自干扰信号，利用上行/下行各子信道的奇异值分解和注水算法得到各子带最优全数字发送和接收波束成形矩阵；然后，将得到的全数字波束成形矩阵分解为满足部分连接结构的模拟波束成形矩阵和各子带数字波束成形矩阵；最后，利用最小均方误差准则更新各子带数字接收波束成形矩阵以降低自干扰信号对频谱效率的影响。分析表明，所提方法的算法复杂度较低；仿真结果表明，所提方法的频谱效率要优于相关研究和半双工毫米波通信。

关键词：宽带毫米波全双工 MIMO 混合波束成形自干扰抑制频谱效率

基于树莓派的EtherCAT主站设计与性能分析

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电子测量技术 2022年第20期45卷 37-42页

作者：赵纯杨志家谢闯王剑中国科学院网络化控制系统重点实验室沈阳110016 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院沈阳110169

本文设计了一种基于树莓派的轻量化EtherCAT主站及其测试系统。在测试系统上,通过多通道侦听器,测量了多个并行运行主站的性能参数;借助于软硬件时间戳,测量了轮询/中断、单/多核等多种模式下的时延抖动;还测量了数据帧在协议各层的时... 详细信息

本文设计了一种基于树莓派的轻量化EtherCAT主站及其测试系统。在测试系统上,通过多通道侦听器,测量了多个并行运行主站的性能参数;借助于软硬件时间戳,测量了轮询/中断、单/多核等多种模式下的时延抖动;还测量了数据帧在协议各层的时延与抖动。基于树莓派的EtherCAT主站采用VxWorks操作系统,在实现过程中重点对系统内核配置、网卡驱动、报文处理、应用层软件等方面进行了优化。经测试,该主站性能稳定,在125μs循环周期下的抖动约6μs,可满足工业现场数据采集、楼宇自动化、AGV控制等需求。

关键词： EtherCAT VxWorks 树莓派实时以太网抖动测试

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基于惯性传感器的HAR数据采集系统设计

电子测量技术 2023年第23期46卷 146-152页

作者：王颖杨志家谢闯曾静王彬燏沈阳化工大学信息工程学院沈阳110142 中国科学院网络化控制系统重点实验室沈阳110016 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

目前针对人体活动识别的数据采集硬件系统研究有限,且存在可参考的数据集单一和泛化性能较低的问题。本文设计一个低功耗、支持数据实时传输、模块化的数据采集系统,并提出一种具有随机性和交叉性的数据采集方法。首先搭建低功耗采集平... 详细信息

目前针对人体活动识别的数据采集硬件系统研究有限,且存在可参考的数据集单一和泛化性能较低的问题。本文设计一个低功耗、支持数据实时传输、模块化的数据采集系统,并提出一种具有随机性和交叉性的数据采集方法。首先搭建低功耗采集平台进行数据的采集、无线收发和预处理;其次制定全面且精确的采集方案,提高数据集的丰富度;最后用2D-CNN神经网络对不同模式下采集到的数据集进行模型训练。实验结果表明,该采集系统结构合理,具备低功耗特性,能够确保数据传输具备实时性能;该采集系统的应用极大地提高了数据集的质量;获得的数据集在深度学习模型上的准确率可达92.54%;相较于传统数据集,新数据集在人体活动识别任务中表现出更为显著的效果,该采集系统和数据集的开发为神经网络应用提供便利。

关键词：惯性传感器数据采集 Wi-Fi无线模块人体活动识别

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基于增量式数字PID的汽油机怠速控制研究

浙江大学学报（工学版） 2010年第6期44卷 1122-1126页

作者：姚栋伟吴锋杨志家俞小莉浙江大学动力机械与车辆工程研究所浙江杭州310027

在深入研究增量式数字PID控制技术基础上,针对所研究的吉利MR479Q四缸四冲程汽油机,设计了怠速控制硬件驱动电路,并给出了增量式数字PID怠速控制用于自行开发发动机管理系统(EMS)的具体实现方案,通过台架试验利用工程整定方法对其控制... 详细信息

在深入研究增量式数字PID控制技术基础上,针对所研究的吉利MR479Q四缸四冲程汽油机,设计了怠速控制硬件驱动电路,并给出了增量式数字PID怠速控制用于自行开发发动机管理系统(EMS)的具体实现方案,通过台架试验利用工程整定方法对其控制参数进行了整定,优化系统阶跃响应特性.整定后的数字PID怠速控制系统阶跃响应速度快、超调小,稳态误差合理,并对突变载荷具有较强适应能力,最大超调在±50r/min以内,稳定时间10～15s,稳态误差在±20r/min以内,基本满足汽油机怠速控制系统要求.

关键词：电喷汽油机怠速控制数字PID 增量式PID

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节气门-转速响应模型的仿真与实验研究

浙江大学学报（工学版） 2010年第6期44卷 1155-1159页

作者：杨志家谈欣吴锋姚栋伟浙江大学能源工程学系浙江杭州310027

根据发动机运行时的物理特性,结合现代控制理论建立基于工作循环事件周期采样的离散电控汽油机节气门-转速响应模型,并利用递推算法和I.D.Landau的模型识别方法,对WF4C27F-E型汽油机进行了该模型的实验研究,辨识出模型参数;利用辨识出... 详细信息

根据发动机运行时的物理特性,结合现代控制理论建立基于工作循环事件周期采样的离散电控汽油机节气门-转速响应模型,并利用递推算法和I.D.Landau的模型识别方法,对WF4C27F-E型汽油机进行了该模型的实验研究,辨识出模型参数;利用辨识出的模型参数在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,将该仿真模型的阶跃扰动响应情况与真实发动机的实验数据进行比较,验证了此模型的有效性和精度.该发动机节气门-转速响应模型结构具有通用性,适合所有同类型电控汽油机,且模型求解简单,参数辩识方便,因此可以用于实时性要求较高的故障诊断以及控制性能优化.

关键词：汽油机拉普拉斯变换 z变换模型辨识节气门-转速响应模型

基于双伺服电机的电动助力转向器硬件在环仿真试验平台

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浙江大学学报（工学版） 2009年第10期43卷 1931-1934,1944页

作者：姚栋伟吴锋杨志家俞小莉浙江大学动力机械与车辆工程研究所浙江杭州310027

针对传统汽车转向系统建模仿真方法精度不高的问题,在深入研究二自由度整车动力学模型和轮胎模型的基础上,设计开发了一套基于双伺服电机加载的电动助力转向器(EPS)硬件在环仿真试验平台.EPS总成输入端可以选择方向盘手动加载或伺服电... 详细信息

针对传统汽车转向系统建模仿真方法精度不高的问题,在深入研究二自由度整车动力学模型和轮胎模型的基础上,设计开发了一套基于双伺服电机加载的电动助力转向器(EPS)硬件在环仿真试验平台.EPS总成输入端可以选择方向盘手动加载或伺服电机自动加载,输出端则根据整车动力学模型和轮胎模型在当前方向盘转角及实车运行参数下的求解结果,由输出端伺服电机动态模拟实际汽车转向阻力矩,并通过检测关键信号指导调试与检验EPS系统性能.实际应用表明,该试验平台实时性、可靠性好,仿真试验精度高,能对EPS关键性能参数进行准确把握,非常适合于EPS系统的研发、测试及性能评价.

关键词：电动助力转向器硬件在环伺服电机