復雜系統多模態信號可重構實時捕獲關鍵技術及應用（六）

2022-07-10 科學技術獎

? ? ?中國儀器儀表學會科學技術獎自2001年3月經國家科技部批準設立后，歷經20余年的成長，行業認可度和影響力不斷提升，獲獎項目涵蓋制造業、能源、化工、國防、醫療、環保、航空航天等十幾個領域，已成為我國儀器儀表領域的最高科學技術獎，經我會提名的成果屢獲國家科技獎。2022年科技獎征集正在進行中，歡迎高校、企業、研究院所和相關個人申報。

項目名稱：復雜系統多模態信號可重構實時捕獲關鍵技術及應用

獲獎等級：2021年科技進步一等獎

主要完成單位：電子科技大學

主要完成人：程玉華，陳凱，王厚軍，黃建國，許波，王鋰、茍軒，盛瀚民，韓文強，周文建，錢磊，田宸宇，殷春，馬敏

機械、電氣、電子、電磁、光學深度融合的復雜電子系統被廣泛應用在國防建設、國民經濟、高新技術等重要領域，其性能可由多物理場、多介質、多尺度的多模態信號來映射，實時捕獲、高精處理這類信號對電子系統的可靠運行、智能維護至關重要，是國內外裝備測試領域急需攻克的公認難題。項目組在國家重大研發計劃等項目持續支持下，突破“同步精度低、實時性能差、動態范圍窄”等技術瓶頸，研制出“測得全、算得快、量得準”系列測試儀器和設備，為軍用飛機、載人航天等國家重大工程的發展提供了有力支撐。

圖1 電子科技大學測試技術及儀器教育部工程研究中心科研團隊

??1）提出了一種多模塊信號可重構同步采集的系統架構（測得全）。突破了多物理量同步檢測、多采樣率系統同步捕獲、動態自適應數據傳輸與存儲等技術難題，實現了硬件可重構、軟件自定義的多維數據采集與處理架構。技術指標覆蓋國外同類先進產品（日本橫河DL850E、日置8861-51），且同步精度由144通道100ns提高到256通道30ns，達國際領先水平。

??2）發明了基于硬件協同加速和多體交叉陣列的實時處理方法（算得快）。突破處理器算力瓶頸，基于硬件協同加速和多體交叉陣列，從時間、幅度、概率三個維度實現了瞬態事件無丟失捕獲、大規模并行數據實時運算和波形三維重現。國際上率先實現了單儀器256通道數字濾波、28種自定義數學運算、1024個參數的實時處理能力。

??3）發明了一種多模態信號高精度測量及實時校準技術（量得準）。針對異質傳感器輸出特性離散，易受本底噪聲、外界噪聲干擾、通道多難以校準的難題，提出了分辨率-采樣率自適應、定頻-變頻相結合的采集和在線綜合校準方法，在不增加系統資源情況下實現了 “采集模式可重構、校準信號可控、流程可改、算法可變”的256通道數據實時校準，基礎功率測量精度達0.02%，比國外同類先進產品（美國福祿克Norma 5000、是德PA2203A）提高1倍以上。