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一种支持多种访存技术的CBEA片上多核MPI并行编程模型 被引量：6
1
作者 冯国富 董小社 +2 位作者 胡冰 王旭昊 王恩东 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期1965-1974,共10页
现有的CBEA（Cell Broadband Engine Architecture）编程模型多侧重于支持类似于流处理的“批量访存”（Bulk Data Transfer）应用,传统非规则访存应用性能较低.文中基于Cell架构提出了一种同时支持“批量访存”与非规则访存应用的MPI... 现有的CBEA（Cell Broadband Engine Architecture）编程模型多侧重于支持类似于流处理的“批量访存”（Bulk Data Transfer）应用,传统非规则访存应用性能较低.文中基于Cell架构提出了一种同时支持“批量访存”与非规则访存应用的MPI并行编程模型,将通信分解在PPE（PowerPC Processing Element）上,拓宽模型的适用范围;在统一访存接口下,通过运行时访存剖分信息指导选择和优化访存以提高计算效率.实验结果表明,文中提出的编程模型支持多种访存模式并具有很好的并行加速比,可获得较同类相关技术30%-50%左右的性能提升. 展开更多
关键词 异构多核 CBE架构 并行编程模型 mpi 访存技术 剖分优化
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基于MPI+OpenMP混合编程模型的城市路网最短路径并行算法 被引量：11
2
作者 杨庆芳 刘冬 杨兆升 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1581-1584,共4页
针对城市路网最短路径求解计算量庞大、实时性要求高的问题,提出了用Floyd算法为核心的MPI+OpenMP混合编程模型来解决这个问题。MPI+OpenMP混合编程提供结点内和结点间的两级并行处理,能充分利用共享存储模型和消息传递模型的优点,有效... 针对城市路网最短路径求解计算量庞大、实时性要求高的问题,提出了用Floyd算法为核心的MPI+OpenMP混合编程模型来解决这个问题。MPI+OpenMP混合编程提供结点内和结点间的两级并行处理,能充分利用共享存储模型和消息传递模型的优点,有效改善系统性能,提高系统计算速度。经由长春市路网验证可知,混合模型比MPI模型具有更好的加速比和运算效率,并且随着计算节点个数的增加,加速比提高幅度更大,表明MPI+OpenMP混合模型有着更好的可扩展性。 展开更多
关键词 交通运输系统工程 消息传递接口 mpi+OpenMP混合模型 最短路径 FLOYD算法
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基于MPI+OpenMP的三维声波方程正演模拟 被引量：5
3
作者 宋鹏 解闯 +3 位作者 李金山 谭军 刘伟 谭惠文 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期97-102,129,共7页
针对三维声波方程数值模拟的大计算量和大内存消耗问题,研究并实现了基于MPI+OpenMP的三维声波方程数值模拟并行算法,在PC-Cluster的计算节点间采用基于MPI的按炮分任务的多进程并行模式,在计算节点内采用基于OpenMP的按空间分任务的多... 针对三维声波方程数值模拟的大计算量和大内存消耗问题,研究并实现了基于MPI+OpenMP的三维声波方程数值模拟并行算法,在PC-Cluster的计算节点间采用基于MPI的按炮分任务的多进程并行模式,在计算节点内采用基于OpenMP的按空间分任务的多线程并行模式,以有效地利用计算和存储资源。3D-Overthrust模型的实验结果显示,基于MPI+OpenMP的三维声波方程数值模拟并行算法的计算效率与基于MPI的按炮分任务并行计算模式相当,但其内存消耗远远低于后者,其更适合于基于大模型或实际模型的三维模拟。 展开更多
关键词 三维声波方程 正演模拟 并行计算 mpi+OPENMP
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MPI网络通信模型的数值应用 被引量：3
4
作者 曹骥 袁勇 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第16期13-15,共3页
讨论并行支撑环境MPI的并行通信性能模型，测试了点对点和组通信下的若干性能指标，归纳出这些性能指标的统计模型，以作为工程问题并行计算可行性和可扩充性评价的基础。
关键词 mpi 并行计算 通信模型 并行PCG法 并行有限元
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利用最小二乘直接法反演卫星重力场模型的MPI并行算法 被引量：11
5
作者 周浩 罗志才 +1 位作者 钟波 陆飚 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期833-839,857,共8页
针对海量卫星重力数据反演高阶次地球重力场模型的密集型计算任务与高内存耗用问题,基于MPI实现了最小二乘直接法恢复高阶次位系数的并行算法。引入并行读写、分块存储与分块计算等方式完成了设计矩阵的构建、法方程的形成与求解等密集... 针对海量卫星重力数据反演高阶次地球重力场模型的密集型计算任务与高内存耗用问题,基于MPI实现了最小二乘直接法恢复高阶次位系数的并行算法。引入并行读写、分块存储与分块计算等方式完成了设计矩阵的构建、法方程的形成与求解等密集型计算任务的并行算法,数值计算结果表明三者的并行相对效率峰值可分别达到95%、68%、63%。利用GOCE轨道跟踪和径向扰动重力梯度数据(共518 400个历元)分别反演了120、240阶次地球重力场模型,计算时间仅为40min、7h,内存耗用峰值仅为290MB、1.57GB;采用与GOCE同等噪声水平的观测数据恢复的重力场模型精度与GOCE已发布模型的解算精度相一致,联合GRACE和GOCE的解算模型能够实现二者独立信息的频谱互补,表明本文方法可高效稳定地恢复高阶次地球重力场模型。 展开更多
关键词 mpi 并行算法 卫星重力场模型 Gauss-Jordan算法 GOCE
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大规模变网格三维地震正演MPI并行策略与实现 被引量：8
6
作者 蔡志成 顾汉明 +3 位作者 成景旺 刘春成 刘志斌 刘少勇 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期468-476,共9页
三维波动方程数值模拟是复杂储层波场特征分析和地震响应识别模式建立的重要手段。针对大规模三维模型正演模拟面临的内存消耗巨大、计算耗时长的问题,使用MPI并行技术将模型切割计算,同时为了对局部复杂区域进行精细模拟,引入变网格算... 三维波动方程数值模拟是复杂储层波场特征分析和地震响应识别模式建立的重要手段。针对大规模三维模型正演模拟面临的内存消耗巨大、计算耗时长的问题,使用MPI并行技术将模型切割计算,同时为了对局部复杂区域进行精细模拟,引入变网格算法对速度场进行局部加密,从空间上有效提高模拟精度;设计了适用于三维变网格算法的MPI并行子区域划分策略,降低了计算网格点数和内存需求。模型试算表明基于MPI并行变网格方法进行大规模三维正演数值模拟减少了内存消耗、提高了计算效率。 展开更多
关键词 mpi并行 三维波动方程正演 变网格 并行子区域 划分策略
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基于MPI的三维波动方程有限元法并行正演模拟 被引量：7
7
作者 王月英 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期221-225,243,共6页
在三维空间进行地震波动方程有限元正演模拟时,采用基于消息传递界面(MPI)的并行算法可以克服基于单PC机串行算法对数据容量和计算速度的局限。其基本原理是:将模拟区域剖分成多个小区域,每一个进程处理其中一个小区域;在运算过程中,各... 在三维空间进行地震波动方程有限元正演模拟时,采用基于消息传递界面(MPI)的并行算法可以克服基于单PC机串行算法对数据容量和计算速度的局限。其基本原理是:将模拟区域剖分成多个小区域,每一个进程处理其中一个小区域;在运算过程中,各个进程之间互通相邻区域节点的物性参数和前一时刻的位移值,以备计算当前时刻区域内的位移值,共同实现整个模拟空间的正演模拟。在正演模拟时,采用质量矩阵近似方法来提高程序的并行性,压缩数据量和运算量,最佳并行效率的进程个数则依据并行系统能够满足程序内数据容量来确定。通过3层水平层状介质模型的数值模拟,对方法的可行性和有效性进行了验证。 展开更多
关键词 波动方程 有限元 多进程 消息传递界面并行算法 正演模拟
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MPI并行的节点大地电磁三维有限元正演 被引量：1
8
作者 马驹 肖调杰 王赟 《物探化探计算技术》 CAS CSCD 2016年第3期289-296,共8页
用fortran语言编程实现了有限元三维大地电磁正演,通过层状介质模型、二维棱柱体模型及三维低阻体模型结果的对比,验证了所编写程序的正确性。首先通过加入第一类边界条件,减少了最终求解方程组的维数,同时对系数矩阵的存储采用非零存... 用fortran语言编程实现了有限元三维大地电磁正演,通过层状介质模型、二维棱柱体模型及三维低阻体模型结果的对比,验证了所编写程序的正确性。首先通过加入第一类边界条件,减少了最终求解方程组的维数,同时对系数矩阵的存储采用非零存储技术,大大降低了对计算机内存的需求;最后在串行程序的基础上,基于MPI实现了频点间的并行,并对一个三维模型进行计算,并行后开启4进程时加速比达到了2.328,有效地减少了所需时间。 展开更多
关键词 大地电磁 三维 正演 并行 mpi
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基于MPI的时间域激发极化法2.5维正则化并行反演 被引量：4
9
作者 高敬语 胡祥云 谭嘉言 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2015年第6期2640-2646,共7页
时间域激电法2.5维正反演算法相对较成熟,但当实测数据量较大,正反演网格剖分较精细,以及傅氏反变换波数选取较多时,常规的反演算法计算效率低,影响了算法的实用性.本文讨论如何提高时间域激电法2.5维正反演计算效率问题.以"等效... 时间域激电法2.5维正反演算法相对较成熟,但当实测数据量较大,正反演网格剖分较精细,以及傅氏反变换波数选取较多时,常规的反演算法计算效率低,影响了算法的实用性.本文讨论如何提高时间域激电法2.5维正反演计算效率问题.以"等效电阻率"为基础,利用有限单元法实现了激电法2.5维正演;采用正则化反演方法实现了2.5维激电数据反演;讨论了正反演算法的并行性,实现基于MPI的正反演并行计算;对正则化反演中拉格朗日乘子搜索方案进行了优化.经理论地电模型算例测试表明,所实现的正反演算法运行稳定,结果可靠,计算效率高. 展开更多
关键词 时间域激发极化法 2.5维正反演 正则化 mpi 拉格朗日乘子
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基于云平台的MPI研究与应用 被引量：4
10
作者 商娟叶 《电子设计工程》 2015年第16期175-177,181,共4页
为满足信息化处理需求的增长,提出MPI在云计算领域的应用研究。文章在介绍了云计算的优势、MPI概念的基础上,将MPI并行程序与并行机群系统及云计算平台整合在一起,借助Hadoop框架,充分利用Map Reduce模式来实现并行化云计算对应的MPI算... 为满足信息化处理需求的增长,提出MPI在云计算领域的应用研究。文章在介绍了云计算的优势、MPI概念的基础上,将MPI并行程序与并行机群系统及云计算平台整合在一起,借助Hadoop框架,充分利用Map Reduce模式来实现并行化云计算对应的MPI算法。研究结果分析表明,该算法是可行的,可有效提高MPI并行处理的性能。 展开更多
关键词 云平台 并行处理 消息传递接口 Hadoop架构 MapReduce模式
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基于MPI的伪谱法大涡模拟并行计算的研究 被引量：2
11
作者 肖红林 罗纪生 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第3期242-244,共3页
使用伪谱方法的大涡模拟准确、高效,但在高雷诺数情况下,计算量仍然非常巨大,需要采用并行方法,但是快速傅里叶变换的并行算法在实际应用中有很大的困难。针对这一问题,提出了一种新的基于MPI的伪谱法大涡模拟的并行计算方法。通过实例... 使用伪谱方法的大涡模拟准确、高效,但在高雷诺数情况下,计算量仍然非常巨大,需要采用并行方法,但是快速傅里叶变换的并行算法在实际应用中有很大的困难。针对这一问题,提出了一种新的基于MPI的伪谱法大涡模拟的并行计算方法。通过实例验证,该方法准确、易行、稳健,并且可以大幅提高计算速度,节省计算时间,这对大涡模拟在工程中的广泛应用具有重要意义。 展开更多
关键词 大涡模拟 谱方法 消息传递接口 并行计算 亚格子模型
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基于MPI的OBC三维多波多分量地震观测正演模拟并行算法实现 被引量：5
12
作者 周丽 顾汉明 +3 位作者 成景旺 刘春成 刘志斌 杨小春 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期665-674,共10页
针对海上OBC三维地震观测正演数值模拟的海量计算需求,研究并实现了基于信息传递接口(Message Passing Interface,MPI)并行平台的交错网格有限差分数值模拟并行算法。该算法能够以三维任意偶阶空间精度从X,Y和Z3个方向同时实现并行运算... 针对海上OBC三维地震观测正演数值模拟的海量计算需求,研究并实现了基于信息传递接口(Message Passing Interface,MPI)并行平台的交错网格有限差分数值模拟并行算法。该算法能够以三维任意偶阶空间精度从X,Y和Z3个方向同时实现并行运算,可以任意选择空间并行计算方向以及并行计算的进程个数。在算法实现过程中,引入了进程坐标系的概念,使得每一个参与计算的进程对应一个进程坐标,通过进程坐标来判断边界条件的使用;同时引入虚拟进程以方便模型边界处的数据交换。通过层状模型采用不同计算进程个数的正演计算验证了该并行算法的可行性和运行效率;最后对海上某靶区三维地质模型进行了Patch观测系统下的多波多分量地震观测正演并行模拟。 展开更多
关键词 OBC观测 多波多分量地震勘探 mpi 进程坐标系 并行模拟
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基于MPI+CUDA环境的静电相互作用能并行求解 被引量：1
13
作者 刘青昆 马名威 +1 位作者 杨荣杰 宫利东 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第11期35-38,共4页
ABEEMσπ(Atom-Bond Electronegativity EqualizationσπModel)模型中,原串行程序求静电相互作用能的方法非常耗时,致使研究问题的效率降低。针对原程序中多个循环相互嵌套的求解部分,采用带状卷帘存储迭代分配的MPI(Message Passing ... ABEEMσπ(Atom-Bond Electronegativity EqualizationσπModel)模型中,原串行程序求静电相互作用能的方法非常耗时,致使研究问题的效率降低。针对原程序中多个循环相互嵌套的求解部分,采用带状卷帘存储迭代分配的MPI(Message Passing Inter-face)并行化处理;对体系中所有原子、σ键、孤对电子、π键位点之间的静电相互作用能采用多线程CUDA(Computer Unified DeviceArchitecture)并行化处理。传统MPI+CUDA环境中,GPU和CPU之间的数据传输开销大,导致整体性能下降以及各种粒子间计算串行调用CUDA,致使时间浪费。针对上述情况,使用GPU核心的缓存机制解决传输开销大的问题,并利用多CUDA流技术实现多个循环异步进行计算,从而缩短了运行时间。然后选取多个不同类型的大分子体系进行测试,结果表明,利用改进的MPI+CUDA并行模型进行动力学模拟,并行加速比显著提高,大幅度缩减了求解静电相互作用能的时间,并得到与串行一致的结果。 展开更多
关键词 原子-键电负性均衡σπ模型 静电子相互作用能 并行计算 消息传递接口 统一计算设备架构
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基于LogP模型的MPI广播算法的性能分析与评价 被引量：1
14
作者 张凌晓 唐存东 《华北水利水电学院学报》 2008年第1期92-95,共4页
LogP模型是描述并行系统的有效模型,广播是MPI并行编程中常用的通信类型.基于LogP模型,对常用的4种广播算法进行了理论分析,得出了各自的执行时间或上下界,从而有效地区分出了各个算法的利弊及最适合的并行计算环境.该分析具有通用性,... LogP模型是描述并行系统的有效模型,广播是MPI并行编程中常用的通信类型.基于LogP模型,对常用的4种广播算法进行了理论分析,得出了各自的执行时间或上下界,从而有效地区分出了各个算法的利弊及最适合的并行计算环境.该分析具有通用性,同样可以用于MPI其他通信类型算法的分析、选择与设计. 展开更多
关键词 LOGP模型 mpi广播算法 分析与评价
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MPI并行编程环境的研究 被引量：3
15
作者 许丽华 刘淼 《现代计算机》 2003年第4期28-31,共4页
以RISC工作站或高档微机通过LAN连接的机群系统已经成为并行计算的主流技术,研究适应机群系统的并行编程环境自然重要起来。在众多的并行编程环境中,应用较为广泛的有消息传递接口(MPI)标准和并行虚拟机(PVM)环境。本文重点分析了MPI编... 以RISC工作站或高档微机通过LAN连接的机群系统已经成为并行计算的主流技术,研究适应机群系统的并行编程环境自然重要起来。在众多的并行编程环境中,应用较为广泛的有消息传递接口(MPI)标准和并行虚拟机(PVM)环境。本文重点分析了MPI编程环境,并出给了MPI并行程序设计的基本方法。 展开更多
关键词 mpi 并行编程 机群系统 局域网 消息传递模型
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基于MPI环境的A-BSP模型的性能评测
16
作者 于双元 王栋 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期130-135,共6页
针对一种异步的BSP模型(A-BSP),选用6种常用的通信模式代替随机h关系,在曙光集群MPI环境和不同的处理器数量条件下,对A-BSP模型的2个主要参数g和L进行评估,并根据快速傅立叶变换(FFT)的并行化方法,以一种基2并行FFT算法,验证利用A-BSP... 针对一种异步的BSP模型(A-BSP),选用6种常用的通信模式代替随机h关系,在曙光集群MPI环境和不同的处理器数量条件下,对A-BSP模型的2个主要参数g和L进行评估,并根据快速傅立叶变换(FFT)的并行化方法,以一种基2并行FFT算法,验证利用A-BSP模型进行MPI程序代价分析的正确性和有效性。在曙光TC1700集群服务器上测得A-BSP模型的参数g为6.07×10-8s/byte,L为1.47×10-4s。在曙光集群上,A-BSP模型所有参数的变化范围基本被限定在某一区间内,且h关系时间受通信模式的影响要比受处理器数量的影响更为明显。A-BSP模型能够有效地指导MPI并行程序设计。 展开更多
关键词 并行计算 A-BSP模型 mpi 通信模式 性能评测 计算机技术
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MPI技术在胶州湾水质预报系统的应用研究
17
作者 杜巍 牛沛 黄伟建 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第6期2257-2261,共5页
为了能够更高效的提高胶州湾水质预报系统的运行速度,在原有基于串行模式的预报系统中引入了消息传递接口MPI(message-passing interface)并行处理技术,并在该系统中分别采用组通信模式和非阻塞通信模式,把整个水质预报系统分解为多个... 为了能够更高效的提高胶州湾水质预报系统的运行速度,在原有基于串行模式的预报系统中引入了消息传递接口MPI(message-passing interface)并行处理技术,并在该系统中分别采用组通信模式和非阻塞通信模式,把整个水质预报系统分解为多个子任务,在基于MPI消息传递模式的集群系统中分别进行运算,通过实验表明了两种通信模式在运算速度上的差异,在预报系统中非阻塞通信模式比组通信模式更加优化。因此,非阻塞通信模式对水质预报模式的改进具有很大的潜力。 展开更多
关键词 非阻塞通信 组通信 消息传递接口mpi 水质预报 胶州湾
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基于MPI和OpenMP的重力及重力梯度数据并行正演算法研究 被引量：3
18
作者 周雪 于平 +1 位作者 翁爱华 陈瑞鼎 《世界地质》 CAS 2018年第3期897-904,共8页
为提高重力及重力梯度数据的正演效率,笔者引入基于MPI (Message Passing Interface)和OpenMP (Open Multi-Processing)的并行计算,通过对比分析不同数据规模的网格数和模型体个数对并行效率和加速比的影响,得出随着正演数据规模的增加... 为提高重力及重力梯度数据的正演效率,笔者引入基于MPI (Message Passing Interface)和OpenMP (Open Multi-Processing)的并行计算,通过对比分析不同数据规模的网格数和模型体个数对并行效率和加速比的影响,得出随着正演数据规模的增加,并行效率和加速比均得到提高。同时对比了基于MPI和基于OpenMP的两种并行方式的性能,结果表明,重力及重力梯度数据正演的并行计算中MPI的提速能力优于OpenMP,且在较大规模数据的正演计算中基于MPI的并行效率优于基于OpenMP的并行效率。 展开更多
关键词 重力 重力梯度 并行计算 OPENMP mpi 正演
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基于MPI的分布式水循环模型并行计算性能研究 被引量：3
19
作者 向东 周祖昊 +3 位作者 袁胜 秦泽宁 刘佳嘉 朱家松 《水文》 CSCD 北大核心 2020年第5期36-40,27,共6页
为满足分布式水文模型快速模拟的需要,引入并行计算技术。基于MPI编程模型实现了WEP-L分布式水循环模型产流模块的并行编程,采取子流域任务划分和对等模式实现了模型的并行设计。为了减少进程间的通信时间,在产流计算之前,数据按随年、... 为满足分布式水文模型快速模拟的需要,引入并行计算技术。基于MPI编程模型实现了WEP-L分布式水循环模型产流模块的并行编程,采取子流域任务划分和对等模式实现了模型的并行设计。为了减少进程间的通信时间,在产流计算之前,数据按随年、月、日变化以及不随时间变化分成四类,分批进行通信;产流计算完成之后,采用聚合通信方式中的数据收集,快速统计结果。模型并行化后应用于黄河流域,结果如下:(1)随着参与计算的进程数增加,并行计算的加速比呈先增加后减少的趋势,并行效率随进程数增加呈线性下降趋势。(2)模型并行性能受通信开销制约,当通信开销增量大于产流计算时间减少量时,加速比达到峰值4.8。 展开更多
关键词 分布式水循环模型 mpi 并行计算 加速比 并行效率
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压电陶瓷作动器的MPI动态迟滞建模与控制 被引量：3
20
作者 周子希 王贞艳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期131-136,共6页
压电陶瓷是一种具有迟滞非线性的智能材料。为了实现系统的精密跟踪控制,提出一种基于MPI(modified Prandtl-Ishlinskii)的Hammerstein动态迟滞模型,并基于该模型设计了滑模跟踪控制方案。在play算子的上升边沿和下降边沿阈值处引入了... 压电陶瓷是一种具有迟滞非线性的智能材料。为了实现系统的精密跟踪控制,提出一种基于MPI(modified Prandtl-Ishlinskii)的Hammerstein动态迟滞模型,并基于该模型设计了滑模跟踪控制方案。在play算子的上升边沿和下降边沿阈值处引入了延时系数,并串联死区算子构成改进的非对称PI(Prandtl-Ishlinskii)模型,基于MPI的Hammerstein动态迟滞非线性模型可以描述压电陶瓷作动器的率相关迟滞特性。通过采集在单频率10 Hz,40 Hz,80 Hz和复合频率10~90 Hz正弦输入电压信号下的压电陶瓷作动器的位移数据,并采用粒子群算法和最小二乘递推方法辨识MPI模型参数和ARX(auto regressive model with exogenous input)模型参数,验证了模型的可行性,相较于基于经典PI的Hammerstein动态迟滞模型,模型误差分别降低了37%,42%,35%和24%。最后,构建迟滞补偿器,利用Hammerstein模型的模块化特点,提出一种可以实现对系统动态跟踪控制的滑模控制方案,并搭建了滑模控制压电系统试验平台,对单频率1 Hz,40 Hz,80 Hz和复合频率10~90 Hz的正弦输入电压信号进行了微位移实时跟踪控制试验,试验中的相对误差在7.62%以内,均方根最大误差为1.8573μm,表明所提出的滑模控制器有较强的跟踪性能。 展开更多
关键词 压电陶瓷作动器 迟滞非线性 Hammerstein动态迟滞模型 mpi模型 滑模跟踪控制
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