摘要:随着工业互联网的蓬勃发展,工业生产需要满足用户的个性化需求.由于个性化产品规格多样种类繁多,一个高效的智能排产方法对企业的生产制造尤为重要.从部署模式来看,现有的智能排产系统可分为企业本地部署和云排产服务两类.本地排产系统的计算与存储资源相对有限,难以满足精确排产算法的需求;而云排产系统需要大量工业核心排产数据的支撑并按需计费,计算存储与网络传输的开销使排产服务成本较高.此外,工业核心数据上传至云可能存在数据泄露的风险.针对以上问题,本文以钢铁热轧生产为例,将边缘计算技术引入智能排产,提出了一种云边协作的工业互联网排产框架(Production Scheduling based on Edge-Cloud-Collaboration,PSECC),本框架在边缘端预处理原始工业数据,保证核心生产数据保留在企业端;在云端进行算法求解,通过部署通用型求解算法又为框架赋予了可扩展性.本文基于PSECC框架设计实现了针对钢铁热轧排产任务的云边分解方法,实验证明本文提出的云边协作排产方法与常规求解器的性能相似,但是可以避免工业核心数据上云,且云端求解器的选择更加灵活.在性能方面,云排产的总排产时间是 PSECC 的1.4~3.7倍,其中网络传输时间是10~15倍.
摘要:融合传统动态随机访问存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)与新型非易失性内存(Non-Volatile Memory,NVM)可构建平行架构或层次架构的异构内存系统.平行架构的异构内存系统往往需要通过页迁移技术把热点数据从NVM迁移到DRAM以提高访存性能,然而在操作系统中实现热页监测和迁移会带来巨大的软件性能开销.硬件实现的层次架构由于增加了访存层次,对于访存局部性差的大数据应用反而增加了访存延迟.为此,本文提出可重构的异构内存架构,可以运行时在平行和层次架构间进行转换以动态适配不同应用的访存特性.设计了基于新型指令集架构RISC-V(Reduced Instruction Set Computing-V)的DRAM/NVM异构内存控制器,利用少量硬件计数器实现了访存踪迹统计和分析,并实现了DRAM和NVM物理页间的动态映射和高效迁移机制.实验表明,DRAM/NVM异构内存控制器可提高43%的应用性能.
摘要:四旋翼无人机系统具有参数不确定性及强耦合性的特点,其飞行性能容易受到外部干扰而下降.为了保证四旋翼无人机飞行的稳定性,本文提出了一种基于改进线性扩张状态观测器(Linear Extended State Observer,LESO)的模糊线性自抗扰控制方法.通过模糊算法自适应调节线性自抗扰控制器的参数,基于Levant跟踪微分器跟踪四旋翼无人机位置及姿态角的二阶微分信号进而提取四旋翼无人机系统的总扰动,使用总扰动偏差及偏差的微分作为输入的模糊控制器来优化LESO对总扰动的估计精度.此外,分析了LESO的收敛性及闭环系统的稳定性.最后通过对比仿真验证了所提控制策略的有效性,并从系统的控制信号,动态响应能力和抗干扰能力等方面对控制方案的性能进行了定量分析.