人类背包负重步行能量消耗计算模型研究

依据背包负重步行能量消耗相关参数的试验结果,建立数学模型计算能耗,验证其模型的正确性,并探讨背包负重参数对人类步行能量消耗的影响。采用双质量-弹簧模型,类似于人类背包负重行走模型,构建模型运动学方程。结果表明,弹性背包固有频率低于步行共振频率时,能量消耗显著减少;弹性背包能量消耗与人体共振频率附近时增加,且在较高速度或较大负重时更加显著;人体垂直方向位移、相位差以及不同背包参数的净机械功模型计算结果与试验结果基本一致。适宜的弹性背包能有效地减少阻尼、大负重、快速步行时的能量消耗;双质量-弹簧模型计算背包负重行走能耗与试验结果基本吻合,说明该模型建模方法合理,可用于人体背包负重行走能量消耗的预测。     

滑坡冲击铲刮变量的计算方法研究

高速远程滑坡运动过程中,冲击铲刮效应不仅增加滑坡的体积与规模,而且会增大滑坡成灾范围,风险预测与判断出现明显误差,导致灾难性事件的发生。目前对于高速滑坡的铲刮深度、铲刮范围和铲刮体积等变量计算往往是采用基于经验的铲刮率算法,其是通过体积增量来反算铲刮变量的数学方法,而实际情况中高速滑坡的冲击铲刮是滑体冲击力和地表可铲刮材料之间的力学屈服破坏作用的结果。本文基于接触力学、弹塑性力学和岩土力学,提出了地表可铲刮层在附加冲击荷载作用下铲刮变量的理论计算方法,认为竖向冲击和切向剪切是滑体冲击铲刮过程的两种主要作用方式。结合实际岩土体材料参数,发现不考虑切向荷载时,铲刮层塑性区主要以竖向破裂区为主,考虑切向荷载时,铲刮层塑性区沿切向迁移,直至塑性边界贯通至地表,符合实际情况,实现了对铲刮变量的定量化计算。     

液相苯与稀乙烯变相催化分离生成乙苯的化学平衡、物料平衡和热量平衡计算

 提出了液相苯和稀乙烯变相催化分离制乙苯的反应示意图,对该烷基化反应部分的化学平衡、物料平衡和热量平衡进行了计算. 在温度185 ℃, 压力2.0 MPa, 乙烯1 mol/h, 氮4 mol/h, 新鲜苯3 mol/h的条件下, 烷基化反应后的绝热温升为175.6 ℃. 计算的温升、乙烯转化率和乙苯选择性结果与实验结果基本相符. 从反应段上部补充的35 ℃的新鲜苯与反应段流出的202.6 ℃气体进行热交换后,体系温度达到185.9 ℃, 稍高于反应温度(185 ℃). 但从反应段下部进入的35 ℃的稀乙烯与反应段流出的202.6 ℃的液体混合进行热交换时,由于稀乙烯使液体产物汽化,导致体系温度大幅度降低,平衡时体系温度仅为153.5 ℃, 远低于所要求的反应温度. 计算结果表明,需给体系提供91.5 kJ的热,或者将稀乙烯加热至523 ℃, 混合后体系平衡温度才能达到185 ℃.     

基于无线自供能的植入式微纳集成芯片与集成系统

我国是慢性病大国,癌症、糖尿病、心脏病、癫痫、高血压等疾病已成为首要致死原因,医疗负担占比70%,形势严峻.相比口服,注射等传统给药方式,植入式精准靶向治疗按时按需、精准适量,见效迅速,几乎无副作用,被证实是慢性病的有效治疗方式.目前我国在这一领域刚刚起步,尤其在高端植入微纳集成系统级芯片(System of Chip,SoC)、微纳系统集成和封装可靠性等方面,缺少原创性核心技术和共性技术支撑平台,严重落后于欧美发达国家,相关高端医疗器械及核心部件只能高价进口.因此,需要通过突破相关关键共性技术,核心部件国产化,从创新源头推动高端医疗器械发展,从而加速推动我国医疗器械产业化落地,打破欧美日发达国家垄断.本研究以突破医疗用微纳集成芯片和微纳集成系统关键共性技术为目的,解决了微电子小尺寸、高精度、低功耗等难题.通过三维异质集成构建植入式精准靶向给药系统和迷走神经刺激器,实现精准靶向给药、无线充电、生物电信号采集、电刺激等功能,项目样机已通过生物相容性测试和动物实验验证.     

基于UVM的PCIe桥接芯片验证平台设计

RapidIO协议是一种针对高性能嵌入式系统需求而设计的包交换互联协议,PCIe(Peripheral Component Interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准,能够提供点对点双通道高带宽传输.现有的国产CPU均不支持RapidIO接口,只能通过PCIe转RapidIO桥接芯片才可以连接到交换网络中,研制国产化PCIe桥接芯片对国产CPU的推广具有重要意义.通过在传统UVM(Universal Verification Methodology)架构的基础上进行优化,在计分板(Scoreboard)中采用基于单描述符实时比对的方法,比对数据改为从PCIe VIP (Verification Intellectual Property)的数据链路层中选取,使BDMA(Block Direct Memory Access)引擎的内存占用率减小了30%,验证平台总仿真时间缩短了25%;采用寄存器模型自动化集成的方法,对寄存器进行前门和后门交叉访问,可对寄存器的属性和初始值进行快速验证,使寄存器的总验证时间降为原来的20%,并且正确率可达95%以上,该方法特...     

小波变换及其芯片研究

介绍了小波变换在图像处理上的应用,多方面介绍了其主流芯片的结构、特点,列举了各芯片的典型应用方案,提出了根据小波芯片在系统设计时要解决的问题,并展望了小波芯片的发展方向.     

基于可配置处理器的H.264解码芯片的选型

首先分析了可配置CPU的技术特点,然后介绍了市场上的两种可配置CPU的特性.通过对H.264标准的深入分析,最终选择了一种利用多个可配置CPU来实现H.264解码器芯片的设计方案.     

嵌入式MPEG-2实时传输流分析系统设计

提出一种嵌入式实时MPEG-2传输流分析系统.描述了软硬件的架构,叙述了实现流程和实现过程中所需要注意的关键问题,并且和其它码流分析仪作了比较,指出该系统的优势和使用范围.     

一种大屏幕彩色FED显示系统的研制

论述了印刷型场致发射显示器驱动系统的工作原理,采用AL芯片以及FPGA控制等技术研制出了能驱动显示VGA分辨率的FED显示系统.能显示视频图像,图像亮度达250 cd/m2、对比度达300:1,图像灰度等级达256级,有效显示对角线尺寸为63.5 cm(25in).