时差法超声波流量计中时间间隔测量及误差分析

在时差法超声波流量计计量原理的基础上,分析了影响时差法超声波计量准确度的主要原因,通过采用基于延迟线内插法的专用测时芯片 TDC-GP21实现高分辨率时间间隔的测量,并对影响时间间隔测量准确度的因素进行了充分分析,提出了相应的解决方法.最后,设计了时间间隔测量系统,利用该系统进行的实验结果表明,系统达到了ps级的时间间隔测量标准差,流量计的测量误差可保证在0.5±%以内.     

时差法超声流量计低功耗设计方法的研究

针对时差法超声流量计系统的功耗问题,设计使用MSP430F449单片机为系统核心,硬件上采用多个独立电源为系统的不同模块供电,实现对相关模块的独立控制;软件上通过对单片机内部寄存器的合理设置,实现系统对时钟频率、时间计量以及LCD、按键等模块的精确控制.     

弯管对超声波流量计测量精度的影响及改善措施

流体经过弯管易产生二次流、涡流等扰流情况,使流道内流速分布不均匀,会对流量计的测量精度产生影响.为研究扰流对流量计的影响,利用建模与模拟仿真方式,对G16型号单流道流量计在入口管道为双弯管及半月双弯管情况下的计量效果展开研究,计算两种情况下相对于入口管道为直管时的流量误差度,以此表明单流道流量计在安装弯管时,扰流给测量...     

智能热能表及温控一体化系统设计

介绍了一款集热能测量、室温控制及显示于一体的户用控制系统.该系统以低功耗芯片MSP430F249为核心,采用高精度时间数字转换芯片TDC-GP22测量流体中超声波传播的时差来测量流体流速,并利用铂电阻温度传感器PT1000测量流体回路中的温度变化,准确测量热能释放量.同时采集室内温度并实时显示,接受用户输入设置并自行控制温控阀开启量,实现智能温度控制.试验结果表明:该系统整体功耗低,测量精度高,控温精确.     

基于遗传算法的片上网络低功耗映射

随着片上网络(Network-on-Chip)集成度的提高,功耗逐渐成为设计的焦点.本文提出了一种在延时约束条件下,基于遗传算法的片上网络通信链路的低功耗映射算法.该算法使用数组方式编码染色体,并采用非常规码的交叉和变异运算因子.它充分利用遗传算法的群体优势,能快速有效地对通信功耗作优化.实验表明,该算法能平均减少50%左右的通信功耗.     

基于模糊PI算法的频率自动控制系统设计

分析了超声换能器频率相位差和偏移值的关系,由于无法通过时域模型来表达,并且该模型构建的经典控制器其适用性不高,基于此本研究提出基于模糊PI控制的超声电源频率跟踪系统,进一步指出换能器两端电流电压时域模型,通过频谱分析法能够获得两者相位差以实现超声电源频率跟踪仿真分析。构建超声电源频率跟踪系统并进行仿真分析,处于正常工作电压下测量初始谐振频率,通过仿真分析和实验数据表明该方法的有效性。本研究发现,相对传统控制方法来说,基于模糊PI法能够提升系统控制精度,以提升超声换能器的使用寿命以及运行效率。     

温度感知的高能效数据中心负载聚合算法

日益增长的数据中心冷却系统能耗会提升数据中心运行成本并带来巨大的碳排放,在数据中心轻载时进行负载聚合是降低系统能耗的有效途径.传统负载聚合只关注计算功耗的降低,而负载聚合会带来数据中心热点的产生和冷却功耗的增加.通过热力学仿真得到温度功耗模型;以一个实际云计算平台内的工作日志作为负载进行数据中心仿真,结果表明考虑节点热传递特性的聚合算法比起考虑迁移开销的聚合算法更能有较降低峰值温度和冷却功耗.     

基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化

提出了一种基于近似计算技术的FPRM逻辑功耗优化的算法, 该算法包括基于信号概率和跳变密度的固定极性Reed-Muller(Fixed Polarity Reed-Muller, FPRM)函数动态功耗模型, 基于遗传算法的以功耗优化为导向的RM逻辑极性搜索方法, 以及利用双锐积运算的RM逻辑错误率计算方法. 在错误率的约束下, 通过有选择性地删减部分乘积项, 实现功耗优化. 提出的算法用C语言实现, 并用MCNC Benchmark电路测试. 结果表明: 与原始FPRM电路功耗相比, 在平均错误率为3.21％时, 电路动态功耗平均减少了22.77％.     

地层原油物性参数大数据处理方法研究

生产测井数据解释过程中遇到测量数据不完整的生产井时,解释人员往往会主观加上人为因素,凭借经验进行解释,其结论是否合理需要进一步研究.文章提出基于生产测井大数据平台,提出一种流体物性参数深度学习处理方法,很好的解决了前述问题,科学合理的完善了生产测井数据中不足之处.由于生产测井解释中关键参数流体物性值计算不准确,直接导致生产测井解释精度偏低,不能解决生产实践问题.传统的计算方法,是利用在特定环境中分析出的公式来计算流体物性值,这些公式多有一定局限性、不能通用.研究流体物性参数深度学习大数据处理方法,设计新的计算模型,能综合考虑不同地区的井况特色,结合深度学习算法自适应调整模式,形成一套科学合理的算法系统弥补测量中的不足,达到准确计算地层原油物性参数值的目的.通过对生产测井数据的验证,其计算精度达到95%,满足测井解释的生产需求,能提高产液剖面解释精度,为提高油气增产提供有力的科学依据.     

抗功耗攻击的密码运算部件辅助设计技术

在识别密码算法部件中可被功耗攻击的漏洞的基础上,提出了量化评估密码算法部件防护能力的计算方法,该方法可指导设计者在设计过程中验证和改进密码算法的具体实现.本文以成功实施功耗攻击所需的样本数来衡量密码算法部件的防护能力,统一定义了各种不同强度的功耗攻击的信噪比,提出了估算瞬态功耗概率分布的算法,以及估算所需样本数的计算方法.结合识别功耗攻击漏洞和防护能力的量化评估,设计实现了抗功耗攻击的DES算法部件,实验结果验证了所提出的辅助设计技术的有效性.     

低功耗无磁水表中射频卡读写器的设计

为了加强数据的安全性且方便用户进行刷卡操作,选择在无磁水表中加入射频读卡器．读卡器的硬件上采用MSP430单片机与射频读写芯片RC522相结合的方式,具有较低的功耗;软件上根据Mifare1S50射频卡及多扇区多密码的特点,采用一次一密的动态加密方式,较好地保护了卡内数据的安全性,同时对于用户恶意补卡现象也做了相应防备措施．     

Q型腔自混合散斑实时速度测量

研究基于Q型腔的自混合散斑速度实时传感。利用掺铒光纤、耦合器、波分复用器等组建激光散斑速度传感系统,理论分析动态物体散射光反馈进入激光腔内与原光混合产生的自混合散斑现象,推导出Q型腔输出功率的表达式。以一圆形铝盘为速度传感对象,开发LabVIEW程序对散斑信号进行实时波形采集、滤波去噪及数值计算,得出自混合散斑信号能量密度与物体速率之间的线性关系。基于此关系,对该铝盘侧面的线速率进行实时测量,在175～456mm/s速率范围内可获得较好的测量结果。研究表明,Q型腔内自混合激光散斑的能量密度测速方法,可用于粗糙表面物体的实时速度传感。     

线性二次型最优控制的并行算法和软件

构造了线性二次型最优控制的并行算法，介绍了这个并行算法在武汉大学“ＷＵＤＰ９１”并行分布式处理系统上试算的数值应用软件的框图．本软件适用于既定动态系统的平衡问题．对于经济系统，可通过政策控制变量来调节和改善其状态和响应．对于自治系统可找出最优控制使得消耗函数达到最小值．通过对一系列例子进行试算，结果证实，所构造的并行算法和相应的数值软件是有效的，其加速比约为７．     

基于近似逻辑的不完全指定FPRM函数的功耗优化

基于精确逻辑的逻辑综合和优化方法已有广泛的研究. 但有时并非需要精确逻辑, 从而可利用这种特性进行关键指标的综合和优化. 本文提出了基于近似逻辑的不完全指定固定极性Reed-Muller (Incompletely Specified Fixed Polarity RM, ISFPRM)逻辑函数的逻辑优化方法. 首先建立基于二级逻辑的功耗估算模型和近似电路的设计效能评估模型, 然后提出基于近似逻辑的ISFPRM函数的优化算法, 并用遗传算法加以实现. 所提算法应用于MCNC标准电路进行测试, 结果表明在一定的面积约束下, 电路每增加1%的误差率获得12%~18%的功耗优化     

任意初态下的扰动系统学习控制

针对任意初态下带有扰动的线性定常系统, 提出了相应的控制算法。该算法将受控过程分成无穷个子过程, 系统利用上一子过程的输入输出信息来调节当前过程的输入,以期获得更好的控制效果。在控制过程中, 基于迭代学习控制思想, 借助初始修正手段, 可使系统的跟踪误差达到任意小, 且当系统无扰动时,在指定区间内可实现完全跟踪。最后, 通过仿真算例, 验证了算法的有效性。     

任意初态下的扰动系统学习控制

针对任意初态下带有扰动的线性定常系统, 提出了相应的控制算法。该算法将受控过程分成无穷个子过程, 系统利用上一子过程的输入输出信息来调节当前过程的输入,以期获得更好的控制效果。在控制过程中, 基于迭代学习控制思想, 借助初始修正手段, 可使系统的跟踪误差达到任意小, 且当系统无扰动时,在指定区间内可实现完全跟踪。最后, 通过仿真算例, 验证了算法的有效性。     

响应面试验优化超声波辅助提取龙眼愈伤组织中单宁的工艺

为提高龙眼愈伤组织中单宁的提取率,采用超声波辅助浸提法,基于乙醇浓度（A）、超声波功率（B）与提取时间（C） 3个单因素试验,通过响应面试验优化设计,建立了龙眼愈伤组织单宁提取工艺。 研究结果表明,龙眼愈伤组织中单宁的最佳提取条件为乙醇浓度61%、超声波功率140 W,提取时间54 min,提取温度60 ℃,在此工艺条件下,提取量为7.53 mg·g^-1。     

混凝土材料的平板撞击实验与数值模拟研究

通过实验和数值模拟研究了混凝土材料在强冲击载荷（平板撞击）下的动态特性.采用内径57mm的一级轻气炮实验结合高阻锰铜压阻计的动态测试技术,得到了C40混凝土试样的原始电压-时间波形曲线,并换算得到相应的应力-时间波形;分析应力波传播速度,得到材料的最大应变率约为55.40×10s-1,压力峰值区间为0.340~2.702GPa.实测结果表明：不同位置处的压力在快速上升至峰值后均随时间衰减,且冲击波峰值随传播距离快速衰减,呈现出明显的粘弹性特征和耗散特性.并利用LS-DYNA程序对混凝土试样的平板撞击实验过程进行了数值模拟,模拟的应力-时间曲线与实测压力波形走势完全一致,峰值很接近,整体吻合较好.