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基于TMR-EHW的高可靠性电机控制系统 被引量:4
1
作者 褚杰 原亮 +2 位作者 赵强 丁国良 吴彩华 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第23期10-11,14,共3页
为提高恶劣环境中控制系统的可靠性,将三模块冗余(TMR)容错与演化硬件(EHW)自修复相结合,实现基于TMR-EHW结构的现场可编程门阵列电机控制系统。该系统利用TMR快速发现和定位故障,屏蔽出错模块并保持容错运行,利用EHW进行自修复,使出错... 为提高恶劣环境中控制系统的可靠性,将三模块冗余(TMR)容错与演化硬件(EHW)自修复相结合,实现基于TMR-EHW结构的现场可编程门阵列电机控制系统。该系统利用TMR快速发现和定位故障,屏蔽出错模块并保持容错运行,利用EHW进行自修复,使出错模块恢复正常工作,系统可靠性得到提高。 展开更多
关键词 三模块冗余 演化硬件 容错 自修复
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复杂电磁环境中高可靠性TMR-EHW电机控制电路设计 被引量:5
2
作者 褚杰 满孟华 +2 位作者 常小龙 原亮 魏明 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2314-2321,共8页
现代战场电磁环境日趋复杂、恶劣,导致大量电子装备受扰、损伤,其可靠性受到严重影响。为了进一步提高电子装备的可靠性,以无刷直流电机系统作为工程背景,将三模块冗余容错机制、多层前馈神经网络结构、演化硬件技术3者有机结合,实现了... 现代战场电磁环境日趋复杂、恶劣,导致大量电子装备受扰、损伤,其可靠性受到严重影响。为了进一步提高电子装备的可靠性,以无刷直流电机系统作为工程背景,将三模块冗余容错机制、多层前馈神经网络结构、演化硬件技术3者有机结合,实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)的三模块冗余-演化硬件(TMR-EHW)无刷直流电机控制电路。通过实验证明:将TMR机制引入FPGA电机控制系统之中,可实现功能模块的故障自诊断,以容错运行方式保持系统正常输出,有效提高系统的可靠性;利用多层前馈神经网络结构组织FPGA中的电路资源,通过演化硬件技术实现故障后的功能自恢复。对TMR-EHW系统进行了可靠性分析,推导出该系统的可靠度计算公式。将TMR-EHW系统与单模块系统、普通TMR系统的可靠度进行了横向对比,结果表明TMR-EHW系统具有更高的可靠性和更强的适应性,证明了TMR-EHW技术的可行性与有效性。TMR-EHW电机控制电路系统能够适应并稳定工作于以较为复杂、多变的恶劣电磁环境。 展开更多
关键词 三模块冗余(EMR) 演化硬件(ehw) 神经网络 容错电路 无刷直流电机 可靠性
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基于EHW和RBT的电路故障自修复策略性能分析 被引量:7
3
作者 张峻宾 蔡金燕 孟亚峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2423-2435,共13页
在诸如深空、深海等特殊环境中的电子电路,传统的基于冗余容错技术提高电子系统可靠性的方法受到了很大程度的限制,进而基于硬件演化(EHW)的故障自修复策略开始被广泛研究。但是后者也存在一些弊端,如存在电路演化规模大、电路演化速度... 在诸如深空、深海等特殊环境中的电子电路,传统的基于冗余容错技术提高电子系统可靠性的方法受到了很大程度的限制,进而基于硬件演化(EHW)的故障自修复策略开始被广泛研究。但是后者也存在一些弊端,如存在电路演化规模大、电路演化速度慢、故障修复能力有限等问题。因此,在前期工作中,提出了基于EHW和补偿平衡技术(RBT)的电路故障自修复策略。通过从故障自修复能力、故障修复速度、硬件资源消耗等角度对比分析,相比于常规的基于EHW的故障自修复策略,基于EHW和RBT的电路故障自修复策略的故障修复方法灵活、故障修复类型多,且能缩减电路演化规模、缩短电路演化时间、提高电路修复速度、硬件资源消耗可控,其可行性和有效性得到了论证,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 硬件演化(ehw) 故障自修复 补偿平衡技术(RBT) 矫正电路(RTC) 故障在线修复
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基于EHW和RBT的不同类型故障快速修复策略 被引量:1
4
作者 张峻宾 蔡金燕 +1 位作者 孟亚峰 杨文兵 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2017年第11期3267-3271,共5页
常规的基于EHW的故障自修复策略存在故障修复类型单一、面对大规模电路修复速度慢、不能实时快速自适应的修复故障等问题。为克服以上问题,在前期工作中提出的基于EHW和RBT的故障自修复策略基础上,对不同故障类型下的故障快速修复策略... 常规的基于EHW的故障自修复策略存在故障修复类型单一、面对大规模电路修复速度慢、不能实时快速自适应的修复故障等问题。为克服以上问题,在前期工作中提出的基于EHW和RBT的故障自修复策略基础上,对不同故障类型下的故障快速修复策略进行了研究。由于不可能预知实时检测到的故障类型,在提出的快速修复策略中,统一将检测到的故障作为固定型故障进行修复;演化算法根据故障信息演化矫正电路,MUX根据实时检测到的故障信息进行开断,保证UUT正常运行。通过实例仿真证明,提出的快速修复策略的可行性和有效性得到了验证。 展开更多
关键词 硬件演化 补偿平衡技术 矫正电路 自适应故障修复 故障类型
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用函数型可编程器件实现演化硬件 被引量:33
5
作者 康立山 何巍 陈毓屏 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第7期781-784,共4页
演化硬件通过演化的方式实现电路的功能,可看作是演化算法和可编程逻辑器件的有机结合.目前所面临的问题是演化速度太慢,要解决此问题必须从算法和器件结构入手.本文提出以函数型(树型结构函数)可编程器件作为演化硬件的结构,提... 演化硬件通过演化的方式实现电路的功能,可看作是演化算法和可编程逻辑器件的有机结合.目前所面临的问题是演化速度太慢,要解决此问题必须从算法和器件结构入手.本文提出以函数型(树型结构函数)可编程器件作为演化硬件的结构,提高了编码效率,加快了演化速度,实现了以 G A L作为演化硬件结构所不能实现的四位比较器. 展开更多
关键词 演化硬件 演化算法 可编程逻辑器件
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基于类神经网络模型的电路演化实现方法 被引量:8
6
作者 崔新风 娄建安 +2 位作者 褚杰 原亮 丁国良 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期175-177,共3页
为解决目前数字型演化硬件研究中存在的电路编码困难问题,提出一个可用矩阵形式描述组合电路的类神经网络门级电路模型,讨论在此模型上进行电路编码的具体方法。根据编码矩阵特点,对标准遗传算法进行改进,设计遗传操作算子、适应度评估... 为解决目前数字型演化硬件研究中存在的电路编码困难问题,提出一个可用矩阵形式描述组合电路的类神经网络门级电路模型,讨论在此模型上进行电路编码的具体方法。根据编码矩阵特点,对标准遗传算法进行改进,设计遗传操作算子、适应度评估方法等。通过无刷直流电动机电子换相电路的成功演化实例,验证了采用矩阵编码和改进遗传算法实现数字电路演化的可行性。 展开更多
关键词 神经网络 组合电路 演化硬件
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基于虚拟可重构电路的演化硬件 被引量:11
7
作者 丁国良 原亮 +1 位作者 赵强 褚杰 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期243-244,256,共3页
针对演化硬件中高效的染色体编码问题,该文采用虚拟可重构电路(VRC)实现内进化方式的演化硬件。VRC是由可重配置功能块(CFB)组成的阵列,CFB之间通过多路选择开关电路建立信号传输通道。染色体可以对CFB的功能选择和多路选择开关... 针对演化硬件中高效的染色体编码问题,该文采用虚拟可重构电路(VRC)实现内进化方式的演化硬件。VRC是由可重配置功能块(CFB)组成的阵列,CFB之间通过多路选择开关电路建立信号传输通道。染色体可以对CFB的功能选择和多路选择开关状态直接进行编码,以此减少自身的长度。实例证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 演化硬件 现场可编程门阵列 虚拟可重构电路 IP核
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一种基于GEP的演化硬件复杂电路优化算法 被引量:4
8
作者 李康顺 梁九生 +1 位作者 张文生 李元香 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第18期83-86,共4页
演化硬件是近年来新兴的研究热点,它是演化算法和可编程逻辑器件相结合而形成的硬件设计新方法。在演化硬件中门电路的优化设计是一个重要的研究领域。提出一种新的基于基因表达式程序设计(GEP)的算法来进行复杂优化电路的设计,通过仿... 演化硬件是近年来新兴的研究热点,它是演化算法和可编程逻辑器件相结合而形成的硬件设计新方法。在演化硬件中门电路的优化设计是一个重要的研究领域。提出一种新的基于基因表达式程序设计(GEP)的算法来进行复杂优化电路的设计,通过仿真实验表明,该算法不仅收敛速度快,而且还能利用该算法优化大规模的门电路,克服了传统优化方法的求解速度慢甚至不收敛等缺点。该算法较传统的电路优化方法更简单、更高效。 展开更多
关键词 基因表达式程序设计 演化硬件 优化电路
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基于硬件演化的电子电路故障自修复研究综述 被引量:6
9
作者 张峻宾 万让鑫 +2 位作者 蔡金燕 孟亚峰 孟田珍 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第12期3521-3524,3563,共5页
阐述了硬件演化的基本原理,对基于硬件演化的故障自修复国内外现状作了详细的介绍,对故障自修复中重要的步骤作了说明,并指出了目前存在的问题和改进的方向。基于硬件演化的故障自修复必将具有广阔的前景和重大的工程应用价值。
关键词 故障诊断 硬件演化 自修复 故障测试 故障定位 演化算法
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演化硬件平台的数字电路仿真算法 被引量:4
10
作者 何国良 李元香 +2 位作者 涂航 张伟 张大斌 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期2661-2664,共4页
在构建演化硬件的软硬件协同设计平台中,提出了一种数字电路仿真算法。这种仿真算法根据数字电路的拓扑结构,将电路的仿真过程分为两个阶段:第一阶段主要是对数字电路结构化,并将每个宏实体(模块)置于激活或挂起状态;第二阶段则使用两... 在构建演化硬件的软硬件协同设计平台中,提出了一种数字电路仿真算法。这种仿真算法根据数字电路的拓扑结构,将电路的仿真过程分为两个阶段:第一阶段主要是对数字电路结构化,并将每个宏实体(模块)置于激活或挂起状态;第二阶段则使用两种方法仿真激活的宏实体。此外,根据软硬件协同设计平台的需求,对电路进行优化度和复杂性评价。实验表明这种数字电路仿真算法能较好地满足该系统平台的要求,有效地指导下一步的演化策略。 展开更多
关键词 电路仿真 演化硬件 软硬件协同设计 并行离散事件仿真
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基于精英池演化算法的数字电路在片演化方法 被引量:8
11
作者 何国良 李元香 史忠植 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期365-372,共8页
20世纪末演化硬件技术的提出为实现硬件系统的自适应与智能化等特征提供了一种可行的新技术,现阶段电路进化是演化硬件研究的热点之一.该文引入人工经验与规则,提出一种扩展矩阵编码法,保护具有较优结构的电路个体不易被淘汰;其次,基于... 20世纪末演化硬件技术的提出为实现硬件系统的自适应与智能化等特征提供了一种可行的新技术,现阶段电路进化是演化硬件研究的热点之一.该文引入人工经验与规则,提出一种扩展矩阵编码法,保护具有较优结构的电路个体不易被淘汰;其次,基于多目标和局部寻优技术,结合子电路杂交与单元重要性的自适应变异策略,提出了一种设计数字电路的精英池演化算法,并在可编程逻辑器件上实现电路的自主动态重构与评价等演化过程. 展开更多
关键词 演化硬件 演化算法 电路演化 在片演化
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外部型硬件进化方法研究 被引量:5
12
作者 方潜生 王煦法 何劲松 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2003年第10期1405-1407,共3页
外部型硬件进化(Extrinsic EHW)是将硬件描述语言(HDL)与进化算法(EA)结合起来的硬件进化(EHW)方法。在简要介绍了EHW的基本概念和工作原理的基础上,针对外部型硬件进化的基本方法,通过实验分析指出了这类方法存在的问题,阐述了在电子... 外部型硬件进化(Extrinsic EHW)是将硬件描述语言(HDL)与进化算法(EA)结合起来的硬件进化(EHW)方法。在简要介绍了EHW的基本概念和工作原理的基础上,针对外部型硬件进化的基本方法,通过实验分析指出了这类方法存在的问题,阐述了在电子设计自动化(EDA)平台上实现Extrinsic EHW方法必须解决的核心问题。 展开更多
关键词 硬件描述语言(HDL) 电子设计自动化(EDA) 硬件进化(ehw)
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进化硬件研究进展 被引量:4
13
作者 纪震 田涛 朱泽轩 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 北大核心 2011年第3期255-263,共9页
介绍进化硬件的思想和发展,指出在进化算法控制下,可重配置硬件自适应地改变自身结构满足当前环境变化,目前已用于电路设计、系统容错、自动控制、智能机器人和模式识别等领域.阐述进化硬件的原理及应用,评价和分析进化硬件存在问题,预... 介绍进化硬件的思想和发展,指出在进化算法控制下,可重配置硬件自适应地改变自身结构满足当前环境变化,目前已用于电路设计、系统容错、自动控制、智能机器人和模式识别等领域.阐述进化硬件的原理及应用,评价和分析进化硬件存在问题,预测未来发展方向. 展开更多
关键词 计算机系统结构 进化硬件 进化算法 可重配置硬件 进化设计 进化容错
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硬件进化的递增式学习研究 被引量:2
14
作者 方潜生 王煦法 何劲松 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第10期2332-2334,共3页
提高硬件进化(EvolvableHardware,简称EHW)的在线自适应能力是EHW追求的重要目标。本文构造了一种基于知识的递增式学习模式,研究了一种面向EHW的自适应学习机制。在加快进化计算收敛速度的同时,利用进化过程中的数据分析,获得了进化方... 提高硬件进化(EvolvableHardware,简称EHW)的在线自适应能力是EHW追求的重要目标。本文构造了一种基于知识的递增式学习模式,研究了一种面向EHW的自适应学习机制。在加快进化计算收敛速度的同时,利用进化过程中的数据分析,获得了进化方向的预测(知识),有效地排除了可能对系统产生危害行为的个体。对比实验表明,该学习机制比简单的达尔文式进化机制具有明显的优势。为EHW实现自适应目标提供了一种可行的解决思路。 展开更多
关键词 硬件进化 递增式学习 进化计算 知识获取 机器学习
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主动配电网中考虑需求侧管理和网络重构的分布式电源规划方法 被引量:76
15
作者 张沈习 袁加妍 +1 位作者 程浩忠 李珂 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第S1期1-9,共9页
以年综合费用最小为目标函数,以多种主动管理约束、分布式电源(distributed generation,DG)投资限制和电气限制为约束条件,建立了主动配电网(active distribution network,ADN)中考虑需求侧管理和网络重构的DG规划模型。根据分解协调的... 以年综合费用最小为目标函数,以多种主动管理约束、分布式电源(distributed generation,DG)投资限制和电气限制为约束条件,建立了主动配电网(active distribution network,ADN)中考虑需求侧管理和网络重构的DG规划模型。根据分解协调的思想,将模型转化为三层规划模型。针对模型的特点,提出了差分进化算法、树形结构编码的单亲遗传算法和原对偶内点法相结合的混合策略对模型进行求解。在61节点ADN上对规划模型和求解方法进行了仿真和验证,研究了需求侧管理和网络重构对规划结果的影响。 展开更多
关键词 主动配电网 需求侧管理 分布式电源 网络重构 三层规划
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数字电路模块化进化算法 被引量:3
16
作者 宋学君 崔艳莉 +2 位作者 薛志坤 李爱婷 盖彦荣 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1048-1053,共6页
针对大规模复杂电路进化设计的收敛速度和规模瓶颈,在遗传算法的基础上提出了一种模块化进化算法.该算法以节点作为基本单元,采用图表形式的编码方案,其基本思想是将染色体中优秀的基因片段作为有效局部解或优秀子电路封装为模块,进化... 针对大规模复杂电路进化设计的收敛速度和规模瓶颈,在遗传算法的基础上提出了一种模块化进化算法.该算法以节点作为基本单元,采用图表形式的编码方案,其基本思想是将染色体中优秀的基因片段作为有效局部解或优秀子电路封装为模块,进化过程中该模块不再进行进化操作.不仅保护优秀的基因片段而且大大简化了复杂电路的进化设计.并以加法器和乘法器为例进行了模块化进化算法的进化设计实验.结果表明:相对于传统遗传算法,模块化进化算法应用于复杂电路进化设计时,不仅进化设计的速度得到提高,而且大大提高了电路进化设计的成功率. 展开更多
关键词 演化硬件 电路进化设计 模块化进化算法
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模拟退火与遗传算法结合的数字FIR滤波器硬件进化算法 被引量:3
17
作者 徐渊 杨波 朱明程 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期674-679,共6页
为提高数字FIR滤波器进化硬件的寻优性能,将模拟退火与遗传算法结合的新型算法作为其进化算法.该算法是在对进化硬件种群进行遗传算法操作之后,从种群中选择适当的个体进行模拟退火操作,退火的温度随着遗传算法进化代数的增加而逐步降低... 为提高数字FIR滤波器进化硬件的寻优性能,将模拟退火与遗传算法结合的新型算法作为其进化算法.该算法是在对进化硬件种群进行遗传算法操作之后,从种群中选择适当的个体进行模拟退火操作,退火的温度随着遗传算法进化代数的增加而逐步降低,直至达到优化目标.为满足算法处理能力的要求,硬件系统采用平台式FPGA的可编程SoC结构.仿真实验结果表明:以模拟退火算法为辅助的遗传算法比单纯的遗传算法在数字FIR滤波器进化系统上有着相当的优势. 展开更多
关键词 进化硬件 模拟退火 有限脉冲响应 遗传算法
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多核虚拟可重构结构加速逻辑电路演化设计的研究 被引量:2
18
作者 王进 李丽芳 任小龙 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期340-347,共8页
提出了一种用基于多核虚拟可重构结构(MuViRaC)的内部演化硬件来加速组合逻辑电路演化设计过程的方法。其主要思想是依据增量演化中的输出函数分解策略,将一个组合逻辑电路分解为多个具有更少输出的子电路。每个子电路在MuViRaC上以... 提出了一种用基于多核虚拟可重构结构(MuViRaC)的内部演化硬件来加速组合逻辑电路演化设计过程的方法。其主要思想是依据增量演化中的输出函数分解策略,将一个组合逻辑电路分解为多个具有更少输出的子电路。每个子电路在MuViRaC上以两阶段并行演化的方式进行演化。MuViRaC在CeloxicaRCl000PCI板上的XilinxVirtexxcv2000EFPGA上实现。MuViRaC分别被应用于演化3位乘法器和3位加法器。试验结果证明MuViRaC能够有效地减少组合逻辑电路的演化代数和演化时间。 展开更多
关键词 数字电路 逻辑电路 演化硬件(ehw) 演化算法(EA) 并行算法
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基于多目标遗传算法的模拟电路进化设计方法 被引量:9
19
作者 赵曙光 焦李成 +1 位作者 王宇平 杨万海 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期342-346,共5页
提出一种面向电路进化设计的多目标自适应遗传算法,利用均匀设计技术合成多个适应度函数以提高搜索方向的空间均匀性,利用基于元件标称值的网表形式高效编码方案来支持电路结构自动生成和提高设计结果的实用性,利用基于均匀设计的多个... 提出一种面向电路进化设计的多目标自适应遗传算法,利用均匀设计技术合成多个适应度函数以提高搜索方向的空间均匀性,利用基于元件标称值的网表形式高效编码方案来支持电路结构自动生成和提高设计结果的实用性,利用基于均匀设计的多个体交叉算子来提高交叉操作的效率和采样均匀性,利用跟随遗传进程并区别不同基因位的遗传概率调整策略来提高进化效率和全局收敛率.实验结果表明,该方法可用较小的运算量获得符合设计目标的多种设计结果. 展开更多
关键词 电路进化设计 均匀设计 自适应遗传算法 多目标优化 可进化硬件
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基于多目标自适应遗传算法的逻辑电路门级进化方法 被引量:10
20
作者 赵曙光 王宇平 +1 位作者 杨万海 焦李成 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期402-406,共5页
提出一种改进的遗传算法 ,通过网表级编码、多目标评估和遗传参数自适应等措施 ,可依据多个设计目标 ,以较少的运算量自动生成和优化逻辑电路 在数字乘法器、偶校验器等进化设计实验中 。
关键词 电路进化设计 门级进化 自适应遗传算法 多目标进化 可进化硬件 逻辑电路
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