盲提取方法在柴油机活塞-缸套撞击信号提取中的应用

讨论了盲反卷积在机械振动信号处理中的应用以及盲反卷积中常用的模型和方法,利用信号和高斯信号之间的Kullback-Leibler距离构建目标函数,提出了一种以伪并行遗传算法为优化工具的盲反卷积算法,并通过仿真验证了算法的正确性.实验也证明,该算法能成功地从柴油机机体振动信号中提取出活塞-缸套撞击信号.     

Scheduling parallel machines with inclusive processing set restrictions

We consider the problem of assigning a set of jobs to different parallel machines of the same processing speed, where each job is compatible to only a subset of those machines. The machines can be linearly ordered such that a higher‐indexed machine can process all those jobs that a lower‐indexed machine can process. The objective is to minimize the makespan of the schedule. This problem is motivated by industrial applications such as cargo handling by cranes with nonidentical weight capacities, computer processor scheduling with memory constraints, and grades of service provision by parallel servers. We develop an efficient algorithm for this problem with a worst‐case performance ratio of + ε, where ε is a positive constant which may be set arbitrarily close to zero. We also present a polynomial time approximation scheme for this problem, which answers an open question in the literature. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008     

基于分布式转发交换的并行路由器关键技术研究

随着Internet链路速率和IP前缀数目的不断增长,对路由器的转发和交换能力提出了更高的要求.提出一种基于分布式转发交换的并行路由器体系结构,采用多个低速的能够独立转发和交换报文的功能部件构成多级流水线,以流水的方式执行报文转发和交换.对该结构实现关键技术--基于子树映射的IP流水查找机制进行了深入的研究,提出了相应的解决方案,并指出了下一步的研究方向和思路.     

高精度CFD程序的内外子区域划分异构并行算法

对计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)程序CNS提出一种Offload模式下对任务内外子区域划分的异构并行算法,结合结构化网格下有限差分计算和四阶龙格-库塔方法的特点,引入ghost网格点区域,设计了一种ghost区域收缩计算策略,显著降低了异构计算资源之间的数据传输开销,负载均衡时CPU端的计算与MPI通信完全和加速器端的计算重叠,提高了异构协同并行性。推导了保证计算正确性的ghost区域的参数,分析了负载均衡的条件。在"CPU(Intel Haswell Xeon E5-2670 12 cores×2)+加速器(Xeon Phi 7120A×2)"的服务器上测得该算法较直接将任务子块整体迁至加速器端计算的异构算法性能平均提升至5.9倍,较MPI/OpenMP两级并行算法使用24个纯CPU核的性能,该算法使用单加速器时加速至1.27倍,使用双加速器加速至1.45倍。讨论和分析了性能瓶颈与存在的问题。     

二维矩阵卷积在向量处理器中的设计与实现

为了加快卷积神经网络模型的计算速度,便于大规模神经网络模型在嵌入式微处理器中的实现,以FT-matrix2000向量处理器体系结构为研究背景,通过对多核向量处理器体系结构的分析和对卷积神经网络算法的深入研究,提出将规模较小的卷积核数据置于标量存储体,尺寸较大的卷积矩阵置于向量存储体的数据布局方案。针对矩阵卷积中数据难以复用的问题,提出根据卷积核移动步长的不同动态可配置的混洗模式,通过对所取卷积矩阵元素进行不同的移位操作,进而大幅提高卷积矩阵数据的复用率。针对二维矩阵卷积由于存在数据相关性进而难以多核并行的问题,提出将卷积矩阵多核共享,卷积核矩阵多核独享的多核并行方案。设计了卷积核尺寸不变、卷积矩阵规模变化和卷积矩阵尺寸不变、卷积核规模变化的两种计算方式,并在主流CPU、GPU、TI6678、FT-matrix2000平台进行了性能对比与分析。实验结果表明:FT-matrix2000相比CPU最高可加速238倍,相比TI6678可加速21倍,相比GPU可加速663 805倍。     

并联放电等离子体合成射流激励器工作特性

等离子体合成射流激励器凭借射流速度高、工作频带宽、响应迅速等优势在高速流场主动流动控制领域具有良好的应用前景。为了克服单个激励器控制能力弱、控制范围窄的缺点,开展了并联放电等离子体合成射流激励器的研究,搭建了最多支持三路并联放电的微秒脉冲电源。测试结果表明,电源在空载及负载条件下可以实现1000 Hz稳定放电。随着放电电容的增大,放电电能的提高,等离子体电弧的温度升高,激励器腔体内气体被加热得更剧烈,产生的射流速度增大。随着工作频率的提高,激励器的击穿电压降低,放电电能减小,射流速度减小。通过对触发信号的调制,可以实现每个激励器的独立控制,使得并联式激励器具有更强的流动控制灵活性。试验结果显示,激励器工作相位与触发相位具有较好的对应关系。     

基于单DSP实现并行扩维离散Hartley变换算法的研究

提出了一种将N点的一维离散Hartley变换(简称DHT)分解成N0×N1点的二维DHT(其中N=N0×N1)和一些运算量很小的附加运算的并行扩维DHT算法,此算法通过减少数据相关性的方法突破了DSP高效求解快速离散Hartley变换(简称FHT)时问题规模受片内内存容量限制问题,降低了编程复杂性,并在TMS320C80的单处理单元上进行了该算法实现方法的研究.结果表明,理论分析和试验结果吻合,该算法适合在单DSP上实现.     

北斗静止轨道卫星信号盲区快速并行解算方法

北斗系统静止轨道卫星信号盲区解算方法复杂,串行计算耗费时间长,须在并行环境下利用更多的计算资源进行北斗盲区的快速解算。在分析北斗盲区解算原理与算法并行特征基础上,提出动态盲区影响域的并行解算方法。以栅格单元为并行粒度进行任务划分,实现了北斗盲区的高效并行解算。运用全国范围59景数字高程模型数据,利用8进程进行盲区并行解算,耗费时间约为5小时。实验测试结果表明:算法的并行效率随着进程数的增加有所衰减,但稳定在96%以上。其程序中间件已集成应用于高性能地理信息平台,应用效果良好。     

基于GPU的SAR成像层次化并行处理研究

针对SAR成像处理具有的内在并行性,提出了一种基于GPU的SAR成像层次化并行处理方法。首先分析了SAR成像处理过程中信号的并行性,对任务进行了层次化分解与组合,设计了层次化并行的CS成像算法;然后通过CUDA编程将并行成像算法映射到CPU+GPUs系统平台上,实现了层次化并行成像处理;为了检验并行处理效果,采用原始数据进行了SAR成像处理实验。实验结果表明,在几乎没有损失图像质量的情况下,层次化并行处理获得了较高的加速比。     

球面高斯投影及其变形的闭合公式

将地球视为球体时,高斯投影与横墨卡托投影是同一种投影,因此高斯投影公式可表示为形式紧凑的闭合形式。根据相关定义,以高斯投影的闭合公式为基础,通过一系列数学变换,推导出高斯投影反解公式、经纬线投影方程、投影的长度比及子午线收敛角公式的严格解析式,并借助算例验证了推导结果的可靠性与正确性。与以往根据高斯投影的幂级数公式推得的结果进行了对比分析,结果表明:所推导出的公式逻辑上更严密、形式上更紧凑,既丰富了高斯投影理论,又完善了地图投影数学基础。