机电一体化系统的联合仿真技术
ADAMS／Matlab联合仿真在机电一体化的应用
１ 应 用ＭａｌｂＳｍｕｉｋ 造控 制 系统框 图 ． ３ ｔ ／ｉ ｌ 构 ａ ｎ 利 用 ＭａｌｂＳｍｕｉｋ 供 的 模 块 库 或 用 自 ｔ ／ｉ ｌ 提 ａ ｎ 行 编 写ｓ 函数 建 立控 制 系 统 模 型 ，设 镫备 模块 参 数 与 所 需测龄 罱 。同时 ，把ＡＤＡＭＳＶｉ ／ ｅ 境 中建 立 ｗ环 的虚拟 样机 系 统模 模块 导 入到 Ｓｍｕｉｋ￣。 ｉ ｌ ｎｒ
２ ． ３将转 台变 和机械模型关联起来。在图形 双
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巾 图分类号：Ｔ ９ ． Ｐ３ １ ９ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编 ：１７ ４ ７（ ０ ０ １０ ０ —３ ６ ３１ １ ２ １ ）０ ．０ ４０
叶 海 平
（ 州职 业技术学院 机械 与 自动化： 程系 ，福 建 漳州 ３ ３ ０ ） 漳 ｌ ： ６０ ０
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机电一体化系统仿真实验报告
机电一体化系统仿真实验报告一、实验目标本实验的目标是通过仿真模拟机电一体化系统，验证系统的工作原理和性能参数，探究机电一体化系统在不同工况下的响应特性。
二、实验原理机电一体化系统是由机械部分和电气部分组成的，其中机械部分包括传动装置、力传感器和负载，电气部分包括控制器和电机。
在机电一体化系统中，电机通过控制器产生驱动信号，控制负载的转动。
力传感器用于测量负载的转动产生的力，并反馈给控制器。
三、实验步骤1.搭建仿真模型：根据实验要求，选择合适的仿真软件，搭建机电一体化系统的仿真模型。
通过连接电机、控制器、传动装置、力传感器和负载，构建完整的系统。
2.设置参数：根据实验设定的工况，设置系统的参数。
包括电机的转速、传动装置的传动比、负载的转动惯量和滑动摩擦系数等。
3.运行仿真：对系统进行仿真运行，记录电机的转速、负载的转动惯量、力传感器的输出力以及电机的功率消耗等参数。
4.分析结果：根据仿真结果，分析系统在不同工况下的响应特性。
可以通过绘制曲线图或制作动画来观察系统的运动轨迹和力的变化情况。
五、实验结果与讨论根据实验设置的参数，在不同转速和负载惯量下进行了多组仿真实验，并记录了系统的各项参数。
1.转速与力的关系：随着电机转速的增加，负载的输出力也随之增加，但是增幅逐渐减小。
当转速达到一定值后，输出力和转速的关系呈现饱和状态。
2.负载惯量与转速的关系：在给定转速范围内，随着负载惯量的增加，电机的转速逐渐降低。
这是因为负载惯量增加会增加系统的惯性，降低了电机的响应速度。
3.功率消耗的变化：随着转速和负载惯量的增加，电机的功率消耗呈现增加的趋势。
这是因为转速和负载惯量的增加会增加电机的负载，使其需要输出更大的功率来维持转速。
四、实验总结通过此次实验，我们深入了解了机电一体化系统的工作原理和性能特点。
在不同工况下，电机的转速、负载的力输出、功率消耗等参数都有相应的变化。
通过仿真实验，我们可以准确地预测系统在不同工况下的性能表现，为设计和优化机电一体化系统提供了依据。
基于ADAMS与Simulink的机电一体化系统联合仿真
基于ＡＤＡＭＳ与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的机电一体化系统联合仿真Ｃｏ－ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＡＤＡＭＳａｎｄＳｉｍｕｌｉｎｋ任远白广忱（北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京１０００８３）摘要：以雷达天线为研究对象，针对天线的方位角控制问题在ＡＤＡＭＳ和Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的基础上进行了机电一体化仿真研究。
首先利用ＡＤＡＭＳ／Ｃｏｎｔｒｏｌｓ模块把ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ与雷达天线样机模型连接在一起，然后分别采用ＰＩＤ算法、ＰＤ算法以及模糊理论这３种方法来建立天线方位角控制系统。
仿真结果表明，对于雷达天线这样一个输入输出特性比较复杂且不便于简化建模的受控对象（因为不能忽略天线支撑的柔性及其扭振），模糊控制比前两种经典控制算法更为有效。
关键词：联合仿真雷达天线方位角控制模糊控制ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００７－０８０Ｘ．２００９．０６．００２Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇａｒａｄａｒａｎｔｅｎｎａａ８ｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔｉｖｅ．ｔｈｅｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＡＤＡＭＳａｎｄＳｉｍ曲ｎｋＷａＳｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｔｈｅａｎｔｅｎｎａａｚｉｍｕｔｈ．１１１ｅｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｏｆｔｈｅｒａｄａｒａｎｔｅｎｎａｗｓｇｃｏｉｌｎｅｃｔｅｄｔｏＭＡＴＬＡＢ／ＳｉｍｕｌｉｎｋｂｙＡＤＡＭＳ／Ｃｏｎｔｒｏｌｓ．Ｔｈｅｎｔｈｒｅｅｍｅｔｈｏｄｓ，ｉ．ｅ．ＰＩＤ，ＰＤａｎｄ缸研ｔｈｅｏｒｙ，ｗｅｒｅｕｔｉｌｉｚｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅａｎｔｅｎｎａａｚｉｍｕｔＩＩｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｉｓｍｏｒｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｈａｎｔｈｅｏｔｈｅｒｔｗｏｃｌａｓｓｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒｔｈｅｒａｄａｒａｎｔｅｎｎａ，ｗｈｉｃｈｈａｓａｃｏｍｐｌｅｘｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｎｄｉｓｈａｒｄｔｏｓｉｍｐｌｉｆｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅａｎｔｅｎｎａｓｕｐｐｏｒｔａｎｄｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｉｔｓｔｏｒｓｉｏｎａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＯ—ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒａｄａｒａｎｔｅｎｎａａｚｉｍｕｔｈｃｏｎｔｒｏｌｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌＯ引育在传统的机电一体化系统设计过程中．机械工程师和控制工程师虽然在共同开发一个系统．但却需要为同一对象建立起各自不同的分析模型．然后在不同的软件平台上进行相互独立的测试与验证．直到在建造物理样机之后才能进行机械一控制系统综合试验。
机电一体化系统的联合仿真技术研究
机电一体化系统的联合仿真技术研究随着科技的不断发展，机电一体化系统得到了极大的完善，在现代化机电产品中，功能越来越全面，智能化程度也越来越高。
随着自动化技术、智能化技术的不断发展，现代机电产品逐渐体现出了智能化、自动化、集成化等优势，在应用过程中，对于人类的依赖越来越少。
由于一些机电产品工作环境较为特殊，因而在发生故障时，无法由人类进行维修。
因此，通过对机电一体化系统联合仿真技术的应用，对于现代机电产品的发展和应用，都有着较大的技术。
标签：机电一体化系统；联合仿真技术；研究0 前言在当前社会中，机电一体化是一项十分重要的技术，在各个领域当中都得到了十分广泛的应用，尤其是在一些细微加工当中，机电一体化系统更是发挥出了重要的作用。
而在机电一体化系统当中，对联合仿真技术进行应用，能够实现对系统的建模设计，从而提升机电一体化系统的发展水平。
随着该领域当中相关研究的不断深入，联合仿真技术在机电一体化系统当中将会得到更为良好的应用，从而更好的提升机电一体化系统水平。
1 机电一体化的主要特点在机电一体化系统当中，具有自动化、智能化等优点，通过对多种电子技术的应用，使得系统具备了更好的信息控制和处理功能。
通过融合电子软件和机械装置，能够稳定的运行系统，再配备知识丰富、技能扎实的专业技术人员进行操作，能够有效的提升工作效率，同时也推动了机电一体化系统的更高发展。
不过，在机电一体化系统的运行但中，难免会发生一些难以预料和提前防控的故障问题。
其中很多故障都会产生一个渐进的过程，经过有效的修复和处理，才能够确保系统的良好运行[1]。
而由于一些原因的限制，很多故障都无法依靠人工检修来完成。
基于此，产生了联合仿真技术，将其应用在机电一体化系统当中，能够对系统中存在的问题和故障进行自动监测。
对仿真技术和容错技术进行应用，能够对产品性能进行提升，同时使产品具有更为良好的可靠性。
机电一体化系统在应用联合仿真技术之后，其故障率大大降低，使用寿命也有所延长。
浅谈浅论机电一体化系统的联合仿真技术
浅谈浅论机电一体化系统的联合仿真技术作者：易明华来源：《科学与财富》2012年第05期摘要：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。
本文以机电一体化系统为研究对象,分析了机电产品容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；联合仿真技术；智能化机电一体化向智能化方向迈进.20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。
一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。
一、节电一体化特点机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称. 目前实操性人才缺乏，各企业高薪聘请机电一体化专业人才，在深圳地区例如：富士康、三星、华为、等一线企业拥有大量高薪职位就业前景十分广阔.以下由工控行业网为您进行的机电一体专业就业前景的方向分析。
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着削弱,这就意味着间接地提高了产品的可靠性。
基于混合系统模型的机电一体化系统建模与仿真
基于混合系统模型的机电一体化系统建模与仿真随着机电一体化技术的不断发展，机电一体化系统的建模和仿真成为了工程领域中一个热门话题。
在机电一体化系统中，机械、电子、控制和信息处理部分紧密耦合，因此对应的系统建模和仿真也涉及多个学科领域。
本文着重探讨了基于混合系统模型的机电一体化系统建模与仿真。
一、机电一体化系统的特点机电一体化系统是传统机电系统在数字化技术和信息化技术的带动下，向物联网、云计算等新技术方向拓展的一个产物。
机电一体化系统的既有机械构件、电气元件，又有涉及数字信号和控制逻辑的软件组成部分，同时还包含多种传感器、执行器等智能元器件。
机电一体化系统的特点在于系统的复杂性、集成性和互联性。
复杂性表现在机电一体化系统要进行的任务包括转换、传递、控制、反馈等不同领域的任务；集成性表现在系统内部各个部分相互耦合，形成一个有机整体；互联性则表现在机电一体化系统与互联网、其他设备的连接与信息共享。
二、混合系统模型混合系统模型是在传统连续系统和离散系统模型基础上发展起来的一种综合性模型。
混合系统模型认为系统可以同时进行离散化和连续化的变化过程，因此它能够有效地描述不同领域的系统模型。
混合系统模型的建立首先需要确定各个子系统的模型，这些子系统可以是连续型的，也可以是离散型的。
比如机电一体化系统由机械部分、电气部分、控制部分等构成，这些部分可以分别用不同的数学模型来刻画。
在确定各个子系统的模型后，混合系统模型便可以通过将这些模型整合在一起，互相耦合的方式来表示。
混合系统模型的具体形式包括混合微分方程、混合差分方程等。
对于机电一体化系统而言，混合系统模型的优点在于它能够同时考虑不同的动态过程并将它们融合在一起，从而更准确地预测系统的性能和行为。
此外，混合系统模型还能够方便地整合不确定性、随机性等因素。
三、基于混合系统模型的机电一体化系统建模与仿真基于混合系统模型的机电一体化系统建模与仿真过程需要遵循以下几个步骤：1、确定系统各个部分的模型在机电一体化系统建模与仿真中，需要仔细研究系统的机械部分、电气部分、控制部分以及信息处理部分等，分别选择适当的数学模型进行描述。
浅谈机电一体化系统的联合仿真技术
浅谈机电一体化系统的联合仿真技术摘要现代机电产品电路系统越来越复杂,在要求提高产品功能和性能的同时,对系统可靠性和机电产品安全性的要求也越来越高。
仿生硬件容错纠错技术是提高系统可靠性和产品安全性的有效手段。
本文对仿真技术的研究是基于胚胎型仿生硬件,对胚胎型仿生硬件的容错纠错机制进行探讨,旨在对提高电路系统可靠性和安全性在理论上提供些许帮助。
关键词仿生硬件;胚胎型仿生硬件;容错纠错机制现代科学技术在机电产品中的运用,使得机电产品越来越集成化、自动化、智能化。
在这些现代化的机电产品中,内在的系统一旦发生故障,就容易造成经济损失。
容错机制为提高系统的可靠性和产品的安全性提供了一条新的路径,机电产品的容错纠错机制和仿真技术的研究在研发设计过程中就考虑到了产品的容错纠错功能,虽然不能保证产品系统内部的各个组成部分绝对安全,但至少可以使产品在没有遭受到致命的损害时,维持正常工作能力。
1 仿生硬件容错研究现状由于现代机电产品的电路系统越来越复杂,传统的硬件容错技术水平早已不能满足现代电路系统的要求。
在这种情形之下,人们努力研发新的容错技术方法,提出了电路系统在发生故障时,能进行自检测,自修复的设想。
在20世纪50年代末,计算机之父冯·诺依曼提出了可以研发出具有自繁殖与自修复能力的机器设想,但直到20世纪90年代,仿生硬件的概念由瑞士联邦工学院提出后,才使得仿生硬件的研究得以迅速发展,目前已成为国内外研究仿真技术的的热点之一。
但是我国对仿生硬件的研究开始较晚,在技术水平上已落后西方国家,迫切需要加强对仿生硬件的研究,以提高我国仿生硬件的技术运用水平。
仿生硬件早期也称为进化硬件( Evolvable Hardware,EHW ) ,是将进化算法与可编程器件结合起来,研发出的一种新型硬件电路,它能象生物一样根据外部环境的变化来动态地、自主地改变自身的结构以适应外部的生存环境,具有硬件自组织,自适应、自修复等特征[1]。
基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术研究
基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术研究一、本文概述随着科技的不断进步和制造业的快速发展，机电一体化技术在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色。
作为实现智能制造和高效生产的关键技术之一，机电一体化的建模与仿真技术对于提升产品质量、优化生产流程、降低生产成本具有重要意义。
本文旨在探讨基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术的研究现状与发展趋势，分析其在工业制造领域的应用及效果，并提出一些建议和思考。
本文将对机电一体化建模与仿真技术的基本概念进行阐述，明确其研究范围和应用领域。
通过对国内外相关文献的综述和分析，总结当前基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术的研究现状，包括建模方法、仿真技术、优化算法等方面的发展情况。
结合实际案例，探讨该技术在工业制造领域的应用实践，分析其对于提升产品质量、优化生产流程、降低生产成本的积极作用。
对基于虚拟原型的机电一体化建模与仿真技术的发展趋势进行展望，提出一些建议和思考，以期为该领域的研究和实践提供参考和借鉴。
二、虚拟原型技术在机电一体化建模中的应用虚拟原型技术作为现代工程设计和分析的重要工具，其在机电一体化建模中发挥着不可或缺的作用。
虚拟原型技术的核心在于通过计算机软件创建出物理产品的数字孪生，从而能够在虚拟环境中进行产品设计、测试和优化，极大地提高了机电一体化系统的研发效率。
系统架构设计：虚拟原型技术允许工程师在初步设计阶段就对机电一体化的整体架构进行模拟。
通过构建虚拟原型，工程师可以评估不同设计方案的有效性和可行性，从而选择最优的系统架构。
组件集成与测试：虚拟原型技术允许将各种机械、电子和控制组件在虚拟环境中进行集成，并进行各种条件下的性能测试。
这种模拟测试可以预测实际系统中的潜在问题，并在真实制造之前进行改进。
动态行为模拟：通过虚拟原型技术，可以对机电一体化系统的动态行为进行详细模拟。
这包括机械运动、电气响应和控制逻辑等多个方面的交互作用。
通过动态模拟，可以预测系统在实际工作环境中的表现，并据此进行优化。
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浅谈机电一体化系统的联合仿真技术
摘要现代机电产品电路系统越来越复杂,在要求提高产品功能和性能的同时,对系统可靠性和机电产品安全性的要求也越来越高。
仿生硬件容错纠错技术是提高系统可靠性和产品安全性的有效手段。
本文对仿真技术的研究是基于胚胎型仿生硬件,对胚胎型仿生硬件的容错纠错机制进行探讨,旨在对提高电路系统可靠性和安全性在理论上提供些许帮助。
关键词仿生硬件;胚胎型仿生硬件;容错纠错机制
中图分类号th-39 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)24-0064-02
现代科学技术在机电产品中的运用,使得机电产品越来越集成化、自动化、智能化。
在这些现代化的机电产品中,内在的系统一旦发生故障,就容易造成经济损失。
容错机制为提高系统的可靠性和产品的安全性提供了一条新的路径,机电产品的容错纠错机制和仿真技术的研究在研发设计过程中就考虑到了产品的容错纠错功能,虽然不能保证产品系统内部的各个组成部分绝对安全,但至少可以使产品在没有遭受到致命的损害时,维持正常工作能力。
1 仿生硬件容错研究现状
由于现代机电产品的电路系统越来越复杂,传统的硬件容错技术水平早已不能满足现代电路系统的要求。
在这种情形之下,人们努力研发新的容错技术方法,提出了电路系统在发生故障时,能进行
自检测,自修复的设想。
在20世纪50年代末,计算机之父冯·诺依曼提出了可以研发出具有自繁殖与自修复能力的机器设想,但直到20世纪90年代,仿生硬件的概念由瑞士联邦工学院提出后,才使得仿生硬件的研究得以迅速发展,目前已成为国内外研究仿真技术的的热点之一。
但是我国对仿生硬件的研究开始较晚,在技术水平上已落后西方国家,迫切需要加强对仿生硬件的研究,以提高我国仿生硬件的技术运用水平。
仿生硬件早期也称为进化硬件( evolvable hardware,ehw ) ,是将进化算法与可编程器件结合起来,研发出的一种新型硬件电路,它能象生物一样根据外部环境的变化来动态地、自主地改变自身的结构以适应外部的生存环境,具有硬件自组织,自适应、自修复等特征[1]。
仿生硬件的本质是通过模仿生物体的细胞组织结构,在仿生硬件的工作机制上与生物体的细胞生长,自修复,遗传等方面达到类似。
这样与传统的硬件相比,它开创了一种新的电路设计方式,其在电路系统运行过程中不仅可以保持现有的功能、实现硬件的随时康复,还可以利用自组织特性生成具有新功能的电路系统。
这种仿生硬件的容错纠错机能,是通过静态冗余用传统方法来实现容错所不能比拟的。
2 基于仿生硬件的容错技术研究
根据生物体进化机制提出的仿生硬件容错技术,对提高硬件系统的可靠性和产品的安全性具有十分重要的意义。
2.1 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仿生硬件和胚胎型仿生硬件,其中后者也称为胚胎电子系统,是模仿生物体多细胞容错机制实现的硬件。
由多个结构、性能相似的细胞组成生物体,每个细胞都能具有生物体中的基因所具有的某种特定的功能,当生物体进行正常的生命活动时,一旦器官中的某个细胞失去功能,这个细胞就会将自身的信息传递给周边的细胞,周边健康的细胞收到信息后,就会代替这个失去功能的细胞所应发挥的功能,从而保持生物体的正常生命活动[2]。
胚胎型仿生硬件正是基于生物体的多细胞组织结构,通过模仿这种容错纠错的生理机制而实现的硬件。
当机电产品的电子系统发生故障时,胚胎型仿生硬件便将故障细胞的数据资料传递给周边空闲的电子细胞,进而从新布线连接,从而使整个机电产品的硬件系统能够正常工作[3]。
胚胎型仿生硬件是由胚胎细胞、开关阵和线轨共同组成的容错体系结构。
开关阵是用来控制硬件中线段使用的开关。
胚胎细胞包含逻辑功能单元和基因与地址译码控制电路两大部分,其中逻辑功能单元由i/o换向块和分子电路组成,它的作用是为了实现细胞的功能,基因与地址译码控制电路由存储器、坐标发生器、状态检测与控制电路共同组成。
存储器可根据坐标发生器算出电子细胞在某种状态下的结果并进行保存,但它最重要的功能是保存配置的数据。
坐标发生器根据各个细胞左侧和下侧的的细胞为其分配坐标。
状态检测电路可以根据故障电子细胞的坐标来激活细胞的复制功能,是故障细胞在失去功能的同时,电路系统还能保持正常的运行功能。
2.2 胚胎型仿生硬件实现容错的策略
在胚胎型仿生硬件中,实现容错策略的方式有两种:一种是细胞取消策略,另一种是行(列)取消策略。
在这两种策略中都是通过记录故障细胞的位置,运用细胞的复制功能,重新布线连接,用备用的细胞来代替。
结合仿生硬件容错体系结构,在此提出一种线轨故障的容错策略。
1)在细胞取消策略中,当某行中的故障细胞少于备用细胞时,就直接用备用细胞来代替故障细胞;当某行中的故障细胞超过了备用细胞,则故障细胞所在的整行被取消掉,由备用行细胞上移代替。
2)在行(列)取消中,只要有一个细胞出现故障,整行细胞都要被取消,它的功能由该行的右一行细胞代替。
也既是出错细胞所在行上移到备用行,由备用行代替出错行的功能。
2.3 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:
1)按照需求选择器件和设备,确定仿生硬件的制作方案;
2)依据相关参数和电路系统结构进行编码,并对系统进行操作;
3)根据给定的条件对电路模型进行仿真测试,并与预期的结果相比较,测试个体的适应度;
4)结合测试出的适应度来确定下一步骤,依次反复测试,直到获得合符要求的个体;
5)在选定的器件中用最符合要求的个体配置电路系统;
6)当电子细胞出现故障时,仿生硬件按照以上步骤开始进行新一
轮的进化,直到找到符合功能的配置位流,实现容错。
2.4 胚胎型仿生硬件内部错误检测机制与自修复机制
1)错误检测机制
胚胎型仿生硬件实现容错的前提是仿生硬件内部的错误检测。
当前我国常用的仿生硬件错误检测机制有几种:一种是基于细胞功能单元的三模冗余与多数表决器电路实现的细胞内部故障的自检测;另一种是用健康细胞监测附近细胞的状态信息,用以判断细胞正常与否。
以上两种方式虽可以检测出是否存在故障细胞,但判断不出故障细胞具体是在哪个位置,查不出具体的位置也就无法修复出错细胞,所以在提高三模冗余可靠性的同时,也应设计出可以检测出具体位置的差错检测器。
2)自修复机制
在胚胎型仿生硬件中,电子细胞自身没有容错能力,出现故障的细胞只能消失(退出运行),根据上文的描述,一般是用整行(整列)空闲细胞进行功能复制,来代替出错细胞所在位置的功能,这样胚胎阵列就可以进行重构, 实现自修复,以保证电路系统正常功能的运行。
胚胎型仿生硬件是模仿生物体的多细胞容错机制实现的硬件,由于具有自组织、自适应和自修复特性,使得它在电子产品运用上有着广阔的应用前景和商业价值,这就需要我们加强对仿生硬件的研究力度,更好地提高电路系统的可靠性和电子产品的安全性。
参考文献
[1]高金吉.装备系统故障自愈原理研究[j].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[j].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[j].河南科技大学学报,2009(3).。