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基于遗传算法的大型泵站水泵转速优化方法

人民黄河 2014年第6期36卷 138-140页

作者：张绿原陈华栋许小锋南京南瑞集团公司江苏南京211106

大型引水泵站一般都在引水渠道或管道的尾端配备了蓄水水库,它们对水泵的实时供水量及供水压力无特别要求,水泵效率最高才是这类泵站方案优化设计的目标。依据泵站试验运行时SCADA系统的数据记录,采用插值计算得到水泵抽水转速区间内任... 详细信息

大型引水泵站一般都在引水渠道或管道的尾端配备了蓄水水库,它们对水泵的实时供水量及供水压力无特别要求,水泵效率最高才是这类泵站方案优化设计的目标。依据泵站试验运行时SCADA系统的数据记录,采用插值计算得到水泵抽水转速区间内任一点的扬程和效率,然后采用遗传算法搜索实际扬程变化时抽水转速区间内任一转速下的工作点对应效率的最大值,该值对应的转速即为优化转速。结果表明:在实际扬程偏离设计扬程较大时采用插值计算和遗传算法进行转速优化能有效提高水泵效率;实际扬程偏离设计扬程越大,转速优化对水泵效率提高越显著,当实际扬程偏离设计扬程差值达到16.96%时,效率提高值达到2.17%。

关键词：大型泵站效率转速插值计算遗传算法 SCADA 实际扬程

基于Cache的HEVC运动补偿带宽优化设计

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电视技术 2014年第15期38卷 1-5页

作者：郭铮言方向忠王慈上海交通大学电子工程系上海200240

作为计算量最多的模块之一,运动补偿占用了解码器与片外数据存储器之间约70%的带宽,是实现超高清视频解码的瓶颈。通过所设计的基于Cache的HEVC运动补偿模块,在保证实时解码数据吞吐量的同时,有效减少了80%的带宽消耗。首先,利用由可复... 详细信息

作为计算量最多的模块之一,运动补偿占用了解码器与片外数据存储器之间约70%的带宽,是实现超高清视频解码的瓶颈。通过所设计的基于Cache的HEVC运动补偿模块,在保证实时解码数据吞吐量的同时,有效减少了80%的带宽消耗。首先,利用由可复用滤波器构成的插值计算模块和2D Cache设计了可并行化流水线数据处理的运动补偿模块,满足计算过程中高数据吞吐量需求。其次,设计高效内部存储器RAM结构,并提出片内Cache功耗降低的有效解决方案。最后,利用了参考帧数据相关性,设计插值顺序重排,将Cache的硬件开销减少了87.5%。基于HM9.0的HEVC标准测试视频序列实验结构表明,该设计显著地减少了带宽消耗和硬件开销。

关键词： HEVC 运动补偿带宽减少插值计算高速缓存

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基于相关检测技术的超声水表设计

基于相关检测技术的超声水表设计

作者：曾竞凯南昌航空大学

学位级别：硕士

流量测量作为工农业的眼睛,与我国的社会经济、国防建设、科学研究有着密不可分的关系。传统机械水表由于本身机械结构的限制,存在着压损、机械磨损等先天难以克服的缺点,计量精度及稳定性难以提升。超声水表由于无活动部件、非接触式... 详细信息

流量测量作为工农业的眼睛,与我国的社会经济、国防建设、科学研究有着密不可分的关系。传统机械水表由于本身机械结构的限制,存在着压损、机械磨损等先天难以克服的缺点,计量精度及稳定性难以提升。超声水表由于无活动部件、非接触式、电子化、数字化等特点,具有测量精度高、量程比宽、线性度好等优点。本文针对当前超声水表在不良环境下计量不稳定及电路复杂等问题,对超声水表的时延估计方案、超声波声道结构、系统软硬件等方面进行研究,设计出一款性能稳定、成本较低、适合广泛推广的超声水表。在时延估计方案方面,本文选择具有抗干扰能力强,对信号幅值不敏感特点的相关法作为本系统超声信号TDC,同时针对相关法方案进行相应的设计及在超声水表应用方面的优化。在顺、逆流渡越时间计算时,精度要求较低,设计以过阈值的波峰作为截止时刻计算超声波渡越时间。在超声波顺、逆流渡越时间差计算时,精度要求较高。设计首先计算设计目标系统顺、逆流超声渡越时间取值范围设置屏蔽时间,限制数据采样时间窗口、提高采集信号有效性;然后计算设计目标系统超声波渡越时间差取值范围,限制相关运算循环次数,降低相关运算计算量;最后将离散相关函数进行连续抛物线插值,对超声波渡越时间差进行精确的计算。将时延估计的精度由采样频率0.25μs提高到平均绝对误差-11.1ps。在超声波声道结构方面,对U型声道结构进行流场仿真分析,根据仿真结果优化声道结构。结果表明,优化方案有效抑制了管段内部速度分布不均现象,在大流量阶段尤为明显的第一个反射片造成的管段上部出现相对高速区域的流动偏流现象也得到有效抑制,管段内部速度分布有明显改善。软硬件设计方面,针对制造成本及方案需求,采用MSP430FR6047单片机作为系统的主控芯片,其自带的可编程脉冲发生器（PPG）及（50）-（35）高速ADC模块可以有效降低外围电路的复杂度,同时实现低成本设计。软件部分采用任务轮询结构,以125ms周期进行唤醒,执行完任务后立即进入低功耗模式,从而实现低功耗设计。最后,根据实验数据设计了流量修正相关算法,并对修正后系统整体流量计量的准确度和重复性及电池使用寿命进行测试。结果表明,高区流量（Q2≤Q≤Q4）最大误差为-1.04%、最大重复性误差为0.31%;低区流量（Q1≤Q＜Q2）最大误差为-1.55%、最大重复性误差为0.54%。系统能源供应也可支持超过10年的使用时间。

关键词：超声水表相关法插值计算流场仿真

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多标准视频解码芯片高效运动补偿模块设计

多标准视频解码芯片高效运动补偿模块设计

作者：郭铮言上海交通大学

学位级别：硕士

新一代视频编解码标准HEVC (High Efficiency Video Coding)整合了许多先进的视频编解码技术，与前一代视频编解码标准H.264/AVC相比减少了50%的码率。这样的高压缩率使得HEVC成为最适合支持超高清分辨率视频的编解码标准。在HEVC中，... 详细信息

新一代视频编解码标准HEVC (High Efficiency Video Coding)整合了许多先进的视频编解码技术，与前一代视频编解码标准H.264/AVC相比减少了50%的码率。这样的高压缩率使得HEVC成为最适合支持超高清分辨率视频的编解码标准。在HEVC中，运动补偿是计算量最大的模块之一。与H264/AVC中的6抽头滤波器不同，HEVC中使用了8抽头滤波器和4抽头滤波器来进行高精度像素的插值计算。新的滤波器在提高视频压缩性能的同时也大大增加了计算复杂度。因此，需要设计一个高效低开销的硬件结构来实现新的运动补偿模块。本文围绕HEVC运动补偿模块的设计与实现展开，提出了支持多标准的视频编解码芯片高效运动补偿亮度模块设计。首先，本文通过研究HEVC视频编解码标准中的运动补偿模块滤波器的新特性，提出了一种可重构的8抽头滤波器设计，减少了滤波器硬件开销。其次，在此基础上提出了运动补偿模块的最优化流水线结构，缩短了关键路径从而提高系统的工作频率和数据吞吐量。然后，本文分析了并行插值结构中垂直方向滤波器的使用负载问题，讨论了时分复用的可能性，提出了滤波器复用方案来进一步减少并行结构的硬件开销。通过利用以上设计方案，本文所设计的HEVC运动补偿插值模块有效地减少了34%的硬件开销。在342MHz工作频率下能够支持QFHD (3840x2160)@60fps视频解码，硬件实现总门数为46.9k。其次，本文在所设计的HEVC运动补偿模块基础上，提出了多标准运动补偿亮度插值模块的设计来支持HEVC,H.264/AVC和MPEG4三种视频编解码协议。首先，本文提出了多标准滤波器设计，通过共享滤波器中的共同项将HEVC的3种8抽头滤波器, H264/AVC的6抽头滤波器和MPEG4的8抽头滤波器整合在一起,减少了硬件开销。其次，本文提出了可复用寄存器阵列设计，有效地解决了不同标准运动补偿插值的数据传输和存储问题。最后，本文提出了基于Cache的运动补偿模块带宽优化方案，并提出插值顺序重排算法来优化Cache面积。本文用Modelsim6.2结合HM10.0和JM15.1等软件来进行仿真验证，利用TSMC65nm工艺来进行硬件综合。实验结果表明，与各个标准模块单独实现相比，本文所设计的多标准运动补偿亮度插值模块有效地减少了23%的硬件开销，并减少了80%左右的带宽消耗，硬件实现总门数为51.0k。

关键词： HEVC H264/AVC MPEG4 多标准运动补偿插值计算可重构

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全自主移动车辆控制系统研究

机床与液压 2013年第3期41卷 96-98页

作者：千应庆王晓锋李铁聂文琪南京理工大学江苏南京210094 上海电控研究所上海200092

全自主移动车辆作为典型的地面无人车辆,以先进的传感器技术、通讯技术为核心,以先进的移动平台为载体,能够代替人类按照规划路径进行自主导航,完成任务。针对全自主移动车辆开发了实时性和可靠性极高的VxWorks嵌入式系统,采用了现场总... 详细信息

全自主移动车辆作为典型的地面无人车辆,以先进的传感器技术、通讯技术为核心,以先进的移动平台为载体,能够代替人类按照规划路径进行自主导航,完成任务。针对全自主移动车辆开发了实时性和可靠性极高的VxWorks嵌入式系统,采用了现场总线CAN及对电机速度控制运用了插值计算方法,并对该控制系统进行了实验论证。结果表明,该控制系统满足车辆自主控制的实时性和可靠性要求。

关键词：全自主移动车辆 VxWorks系统现场总线CAN 插值计算

Computing Sparse GCD of Multivariate Polynomials via Polynomial Interpolation

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Journal of Systems Science & Complexity 2018年第2期31卷 552-568页

作者： TANG Min LI Bingyu ZENG Zhenbing School of Mathematics and Computing Science Guangxi Key Laboratory of Cryptography and Information Security Guilin University of Electronic Technology Guilin 541004 China Shanghai Key Laboratory of Trustworthy Computing East China Normal University Shanghai 200062 China. Email: ***@***. School of Mathematics and Statistics Northeast Normal University Changchun 130024 China. Department of Mathematics Shanghai University Shanghai 200444 China

作为在更多的一般范围的计算机代数学和符号的计算的最重要的任务之一，自从开始，计算 multivariate 多项式的最大的普通除数(GCD ) 的问题广泛地被学习了有计算机科学的数学学科交差。为象数字图象恢复和改进那样的许多真实应用程序... 详细信息

作为在更多的一般范围的计算机代数学和符号的计算的最重要的任务之一，自从开始，计算 multivariate 多项式的最大的普通除数(GCD ) 的问题广泛地被学习了有计算机科学的数学学科交差。为象数字图象恢复和改进那样的许多真实应用程序，非线性的系统的柔韧的控制理论， L 1-norm 在察觉到技术压缩的凸的优化，以及芦苇贤明之人和 BCH 的代数学的译码编码，稀少的 GCD 的概念起仅仅的一个核心作用最大的普通除数与很，少数比原来的多项式由于问题或数据结构的性质具有兴趣的称为。这份报纸经由分别地基于 Zippels 方法和 Ben-Or/Tiwari 算法的变化的 multivariate 多项式插值论述二个方法。为了减少计算复杂性，概率的技术和随机化，被采用处理 univariate GCD 计算和 univariate 多项式插值。作者在例子的重要身体上表明我们的算法的实际表演。实现的实验说明那我们的算法为输入的一个相当宽的范围是有效的。

关键词：多项式插值插值计算 GCD 计算机代数学计算机科学计算复杂性数学学科应用程序

基于DEM的网络3D GIS地形关键数据提取和还原方法研究

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基于DEM的网络3D GIS地形关键数据提取和还原方法研究

作者：牛丽娟沈阳工业大学

学位级别：硕士

地理信息系统的显示已经开始从二维符号向三维图形转化。三维地理信息系统能够在空间进行数据的分析和管理，能够以人的视角来模拟、分析、管理和表示真实的空间事物，可以使人们能够和更加真实的模拟三维世界进行各种交互。但是，网络... 详细信息

地理信息系统的显示已经开始从二维符号向三维图形转化。三维地理信息系统能够在空间进行数据的分析和管理，能够以人的视角来模拟、分析、管理和表示真实的空间事物，可以使人们能够和更加真实的模拟三维世界进行各种交互。但是，网络三维地理信息系统除了包含符号描述的地理信息还涉及到大量的描述地理信息的栅格数据，其中大量的三维地形数据是地理信息显示的基础，因此大量的三维地形数据在网络三维地理信息系统中的传输就成为一个主要问题。通过对基于格网的模型简化技术的研究，发现在三维地形数据中有一些关键的数据点，它们在格网简化时起了重要作用。因此，把模型简化思想运用到三维地形数据的传输，即把关键的数据点提取出来传输到客户端，在客户端恢复三维地形数据，再建立三维模型。因此本文主要研究了如何提取关键的三维地形数据点，以及依据这些数据点如何近似还原的三维地形数据并生成三维地形。关键的三维地形数据点包括三维地形模型中描述地形特征，如山峰、山谷点、山脊点、洼地点、鞍部点等地形特征的数据点;以及对地表形态有较大影响作用的重要地形数据点。针对地形特征点采用基于坡度和曲率的方法进行提取;对地形起伏变化有较大影响的重要地形点，依据用坡度、坡度变化率，采用典型的基于最大坡降的算法和基于差分的算法分别进行重要地形数据点的提取，并对以上两种算法进行了讨论和分析。由于DEM描述的三维地形数据是基于规则网格数据，因此在客户端依据插值算法可以计算出未被提取的网格数据点的高程实现三维地形数据的还原，建立三维地形模型。因为采用上述的一系列算法实现对地形数据的提取和还原是有损的，所以针对还原后的数据进行误差分析。最终通过实验验证了该算法的可行性。

关键词：地形特征点关键地形数据点坡度变化率插值计算

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基于工程实践数据的数控加工工时系统的研究

基于工程实践数据的数控加工工时系统的研究

作者：吴艳长安大学

学位级别：硕士

企业的快速报价系统和快速决策系统是企业抢占国际市场的重要手段之一。要建立上述系统，企业内部的工时定额管理系统是最基础的管理系统，他不仅可以为报价和决策系统提供支持，而且对企业提高生产效率、成本核算、人员工资核算等方面... 详细信息

企业的快速报价系统和快速决策系统是企业抢占国际市场的重要手段之一。要建立上述系统，企业内部的工时定额管理系统是最基础的管理系统，他不仅可以为报价和决策系统提供支持，而且对企业提高生产效率、成本核算、人员工资核算等方面具有重要的作用。本文基于我国某一航空制造企业的工程实践数据，开发了普通和数控加工工时定额的快速查询和计算系统。对普通加工和数控加工采取了不同的系统开发方法。在普通系统中，根据企业提供的机械加工劳动定额数学模型标准，运用数学模型法进行数据的处理，对于数控加工系统根据制造企业的工程实践数据，利用查表、曲线拟合和插值三种方法对数据进行处理。建立了以长度、宽度、余量和表面粗糙度等变量为判定条件的工时计算数学模型，并采用Access2003建立了航空制造企业数控加工工时完整的数据库，基于LabVIEW软件开发了普通和数控加工工时定额的快速查询和计算系统，实现了数控加工工时按直接查表法、曲线拟合计算法和插值计算查询法三条途径进行快速查询、工时计算和比较分析。以两种典型的飞机零件为实例，进行了Pro/E三维建模，编制了机械加工工艺规程，利用开发的系统进行了工时定额的计算。结果表明：计算结果能够满足企业在实际生产过程中工时的查询和计算需求，通过系统能够快速可靠的得到对应的工时，充分体现了该系统良好的可行性和实用性。

关键词：工时定额 LabVIEW 曲线拟合插值计算 Access2003数据库

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常用误差曲线拟合法应用分析

合肥工业大学学报（自然科学版） 1993年第S1期16卷 115-119页

作者：陈晓怀

本文论述了误差修正领域中常用几种误差曲线拟合法的特点及其适用性,对寻求误差规律,提高误差修正精度具有一定的实用价值。

关键词：误差分离曲线拟合插值计算