赵二鹤论文河南科技大学毕业论文

浅论机电一体化系统的联合仿真技术摘要:本文以机电一体化系统为研究对象,分析了机电产品容错纠错设计与仿真技术的发展现状,并提出了自己的看法。 关键词:机电一体化仿真容错纠错 一、引言 现代机电产品正朝着集成化、自动化、智能化的方向发展,有的机电产品对人的依赖性越来越小,发生故障根本不可能由人去维修,有的机电产品形成大系统,一旦发生故障可能导致重大事故,并造成巨大经济损失。例如:美国发射的“勇气”号火星车和“机遇”号火星车,在太空飞行半年之久,一旦有了故障靠人去诊断和维修是根本不可能的;2008年8月巴西一枚VLS-3型卫星运载火箭,在接受最后检测时突然爆炸,导致现场21人被炸死,另有20多人身受重伤。 这些集成化、自动化、智能化的机电系统发生故障的随机性很强,往往难以预料,但工程实践表明除了少数突发故障以外,大多数故障是一个渐进的过程。如果早期发现,及时采取恰当的措施是完全可以防止的,机电产品容错纠错设计与仿真技术研究以及容错技术的应用正是顺应了这种需求。 容错技术为提高系统的可靠性开辟了一条新的途径。虽然人们无法保证所设计的系统各个构成环节的绝对可靠,但若把容错的概念引入到机电产品,可以使各个故障因素对产品性能的影响被显著削弱,这就意味着间接地提高了产品的可靠性。研究和应用容错技术,对于保障机电系统运行的连续性和安全性,减少安全事故,提高现代机电产品的经济效益和社会效益,具有非常重要的意义。 二、仿生硬件容错研究现状 随着电路系统功能的复杂化,传统的硬件容错技术越来越不能满足日益庞大的电路系统要求。为了提高系统可靠性,人们提出了动态地对故障进行自检测、自修复的要求,并努力寻找新的容错设计方法。早在20世纪50年代末,计算机之父冯•诺依曼就提出了研制具有自繁殖与自修复能力通用机器的伟大构想。 研究人员从自然界得到灵感,将自然计算(如进化计算,胚胎理论等)引入到硬件设计中从而形成仿生硬件(Bio-inspired Hardware,BHW)。仿生硬件的概念最初是由瑞士联邦工学院于1992年提出的,虽然历史不长,但其发展非常迅速,现在已经成为国际上的研究热点之一。仿生硬件早期也称为进化硬件(Evolvable Hardware,EHW)。等人较早提出了EHW应用于容错方面的想法。仿生硬件是一种能根据外部环境的变化而自主地、动态地改变自身的结构和行为以适应其生存环境的硬件电路,它可以像生物一样具有硬件自适应、自组织、自修复特性。采用仿生硬件实现的容错,不需要显式冗余,而是利用进化本身固有容错的特性,这种特性带来的优势是传统方法通过静态冗余实现容错所不能比拟的。 三、仿生硬件的容错技术新思路 基于仿生硬件的容错研究,对建立借鉴生物进化机制的硬件容错新理论、新模型和新方法,提高硬件系统的可靠性,具有至关重要的意义。 (一)胚胎型仿生硬件的容错体系结构和容错原理 仿生硬件可以分为进化型和胚胎型,其中胚胎型仿生硬件也称为胚胎电子系统,是模仿生物的多细胞容错机制实现的硬件。 胚胎型仿生硬件的容错体系结构,主要由胚胎细胞、开关阵和线轨组成。开关阵根据可编程连线的控制信号完成开关闭合,控制线轨内各线段的使用。胚胎细胞包含存储器、坐标发生器、I/O换向块、功能单元、直接连线、可编程连线、控制模块等。存储器用于保存配置数据位串,并根据细胞状态和坐标发生器计算出的结果,从配置位串中提取一段经译码后对胚胎电子细胞的换向块和功能单元进行配置。坐标发生器根据每个细胞最近两侧(左侧和下侧)邻居细胞的坐标为其分配坐标。I/O换向块为细胞功能单元间的可编程连线提供控制信号。功能单元用于实现一个n输入的布尔函数,用于实现所需的细胞功能。直接连线负责功能单元之间的相互通信。可编程连线传递控制信号控制开关阵。控制模块完成细胞的工作状态检测、故障诊断、控制细胞冗余切换。(二)胚胎型仿生硬件实现容错的策略 为了实现对故障细胞的容错,常用的容错策略有两种:行(列)取消和细胞取消策略,通过记录有错的单元位置,重新布线,用其他备用的单元来代替。 但是对于连线资源故障,这些策略并未给出相应的对策。在深入研究胚胎仿生硬件容错体系结构的基础上,本文提出一种针对线轨故障的容错策略。 1. 行(列)取消策略。在行(列)取消中,若一个细胞出错,则它所在行(列)的所有细胞都将被取消,而该行(列)细胞的功能将被其上一行(右一列)的细胞所代替,即当一个细胞出错时,细胞所在行(列)上移(右移)到一个备用行(备用列)来代替它当前的工作。 2. 细胞取消策略。在细胞取消中,用备用细胞代替故障细胞分两个阶段。当某一行的出错细胞数超过备用细胞数时,整行被取消,行细胞上移,用备用行取代出错行的功能。 (三)胚胎型仿生硬件实现容错的流程 胚胎型仿生硬件容错的流程为: (1)根据设计需求选择器件,确定硬件设计方案; (2)以电路结构及有关参数等作为染色体进行编码,按照进化算法的进化模式对系统进行进化操作; (3)一般以电路的功能与预期结果的符合程度作为个体的适应度。根据给定的输入条件或测试集,通过基于电路模型的仿真测试或实测计算群体中的每个个体的适应度; (四)胚胎型仿生硬件内部错误检测机制 错误检测是胚胎型仿生硬件实现容错的前提,本文在此着重研究针对细胞故障的错误检测机制。 基于细胞功能单元的三模冗余与多数表决器电路实现是硬件容错常用的冗余容错策略。 多数表决器判断输出多数细胞模块的信号,但并不能判断出具体哪个细胞出现了错误,也就没法启动对出错细胞的重启动或重构来修复该细胞。为了能检测出错细胞的具体位置,从而修复该细胞,进一步提高三模冗余的可靠性,需要设计相应的差错检测器。 参考文献: [1]高金吉,装备系统故障自愈原理研究.中国工程科学,2009(5). [2]刘心松、朱鹰,容错并行处理系统结构研究.计算机应用,2008(1). [3]姚睿、王友仁、于盛林,胚胎型仿生硬件及其关键技术研究.河南科技大学学报,2009(3).

[1]罗飞.《成本会计》.北京：高等教育出版社，—201，333—338[2]王立彦，刘志远.《成本管理会计》.北京：经济科学出版社，—276，367—374[3]龚曼君.《管理会计学》.广州：暨南大学出版社，—350，459—474[4]马海清，朱光林.《决策会计学》.北京：经济管理出版社，—434[5]Gary .《作业成本管理》.辽宁：辽宁人民出版社，2000.中译本

植物保护（plant protection） 专业介绍 在国务院学位委员会学科评议组制定和颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中，植物保护属于农学学科门类之中的其中一个一级学科，下设3个二级学科，分别是：植物病理学、农业昆虫与害虫防治、农药学(可授农学、理学学位）。业务培养目标：本专业培养具备植物保护科学的基本理论、基本知识和基本技能，能在农业及其它相关的部门或单位从事植物保护工作的技术与设计、推广与开发、经营与管理、教学与科研等工作的高级科学技术人才。业务培养要求：本专业学生主要学习农业生物科学、农业生态科学、农业病虫草鼠生物学及其致害方面的基本理论和基本知识，受到各类病虫草鼠鉴定、识别方面的基本训练，具有植物病虫草鼠监测和防治方面的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1．具备扎实的数学、物理、化学等基本理论知识；2．掌握生物科学和农业科学的基本理论、基本知识；3．掌握植物有害生物鉴定、识别、监测和控制的方法和技能；4．具备农业可持续发展的意识和基本知识，了解农业生产和植物保护学科的科学前沿和发展趋势；5．熟悉与农业生产和植物保护相关的有关方针、政策和法规；6．掌握科技文献检索、资料查询的基本方法，具有一定的科学研究和实际工作能力。主干课程：主干学科：生物学、植物生理学、作物学、植物保护学主要课程：普通植物病理学、普通昆虫学、农业植物病理学、农业昆虫学、植物化学保护。其他课程：植物检疫、农业螨学、杂草识别、农业病原细菌、病毒学、生物统计学、作物学、普通遗传学、农业气象学、微生物学、有机化学、生物化学、无机分析化学、大学物理、统计学、计算机导论、C语言程序设计、植物学、动物学。主要实践性教学环节：包括教学实习（普通植物病理学实习、普通昆虫学实习、农业植物病理学实习、农业昆虫学实习、植物化学保护实习）、生产实习、课程设计、毕业论文(毕业设计)、科研训练、生产劳动、社会实践等，一般安排不少于30周。修业年限：四年授予学位：农学学士相近专业：农学 园艺 茶学 草业科学 烟草 植物科学与技术 种子科学与工程 应用生物科学 设施农业科学与工程 开设院校：华南农业大学 长江大学（原湖北农学院）天津农学院 内蒙古民族大学 河北农业大学 吉林大学 西南大学 沈阳农业大学 中国农业大学 华中农业大学 海南大学儋州校区（原华南热带农业大学） 内蒙古农业大学 福建农林大学 新疆农业大学 新疆塔里木大学 四川农业大学 成都中医药大学 河南科技学院 安徽农业大学 陕西科技大学 河北科技师范学院 南京农业大学 扬州大学 河南科技大学 青海大学 西南农业大学 山东农业大学 贵州大学 江西农业大学 河南农业大学 宁夏大学 甘肃农业大学 石河子大学 塔里木大学 吉林农业大学 广西农业职业技术学院吉林农业科技学院 莱阳农学院 聊城大学 西南林学院 湖南农业大学 山西农业大学 西北农林科技大学 东北农业大学 黑龙江八一农垦大学 仲恺农业技术学院

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