موضوع فارسی :تمایز الگوریتم الحاقی GPU شتاب
موضوع انگلیسی :GPU-accelerated adjoint algorithmic differentiation
تعداد صفحه :12
فرمت فایل :PDF
سال انتشار :2016
زبان مقاله : انگلیسی
چکیده
بسیاری از مسائل علمی مانند آموزش طبقه بندی و یا بازسازی تصاویر پزشکی را می توان بیان
به عنوان حداقل رساندن مشتقپذیر توابع هزینه واقعی ارزش و حل مبتنی بر گرادیان تکراری
مواد و روش ها. الحاقی تمایز الگوریتم (AAD) را قادر می سازد محاسبه شیب چنین خودکار
توابع هزینه به عنوان برنامه های کامپیوتری اجرا شده است. به backpropagate مشتقات الحاقی، بیش از حد
حافظه به طور بالقوه مورد نیاز برای ذخیره مشتقات جزئی میانی در یک ساختار داده اختصاص داده شده،
به عنوان '' نوار '' نامیده می شود. موازی مشکل است زیرا موضوعات نیاز به همگام سازی دسترسی خود
در طول مداخله و پس انتشار خطا. این وضعیت برای معماری بسیاری از هسته تشدید، مانند
واحد پردازش گرافیکی (GPU ها)، به دلیل تعداد زیادی از موضوعات سبک وزن و محدود
اندازه حافظه به طور کلی و همچنین هر موضوع. ما نشان دهد که چگونه این محدودیت ها می توان اگر واسطه
تابع هزینه است با استفاده از عملیات بردار و ماتریس GPU شتاب که به رسمیت شناخته شده بیان
توابع به عنوان ذاتی توسط نرم افزار AAD ما است. ما این رویکرد در مقایسه با ساده و بی تکلف و برداری
پیاده سازی شده برای پردازنده است. ما با استفاده از چهار توابع هزینه به طور فزاینده پیچیده برای ارزیابی عملکرد
با توجه به مصرف حافظه و زمان انجام محاسبات شیب. با استفاده از vectorization، CPU و GPU
مصرف حافظه می تواند قابل ملاحظه نسبت به اجرای ساده و بی تکلف مرجع کاهش می یابد، در
برخی از موارد حتی منظور از پیچیدگی است. vectorization استفاده از اجازه از کتابخانه های موازی، بهینه
در طول جلو و عقب پاس که در تند بالا برای نسخه CPU برداری منجر
نسبت به اجرای مرجع ساده و بی تکلف. نسخه GPU به دست آورد تسریع اضافی از
7.5 ± 4.4، نشان دادن که قدرت پردازش GPU های را می توان برای AAD استفاده از این مفهوم استفاده شده است.
علاوه بر این، ما نشان می دهد که چگونه این نرم افزار می توان به طور سیستماتیک برای مشکلات پیچیده تر گسترش
مانند بازسازی جذب غیرخطی توموگرافی-فلورسانس واسطه
چکیده:
یک شتاب سنج وسیله ای است که شتاب حرکت جسم جامد را اندازه گیری می کند. میکرو شتاب سنج ها برای آشکار کردن نیروهای دینامیکی در یک سیستم مکانیکی در حال حرکت بکار می روند. این شتاب سنج ها به طور وسیع در صنعت اتومبیل استفاده می شوند. از جمله در موارد: سیستم توقف ماشین و سیستم ترمز ضد قفل برای راه اندازی کیسه هوا به منظور امنیت راننده و مسافر و سایر کاربردهای دیگر.
انواع اصلی شتاب سنج ها به قرار زیر می باشد:
1) شتاب سنج پیزورزیستیو: اولین شتاب سنج با تکنولوژی میکرو ماشینی است که توسط ریلانس و آنگل در سال 1979 در دانشگاه استنفورد ساخته شد. مزیت این شتاب سنج ها این است که در سیلیکون به آسانی ساخته می شوند و مدارات مرتبط آنها نسبتا ساده است و سیگنال خروجی امپدانس پایین ایجاد می کنند. یک مانع جدی در استفاده از این سنسورها این است که سیگنال خروجی وابستگی حرارتی شدیدی دارد و سیگنال خروجی نسبتا کوچک است.
2) شتاب سنج های پیزوالکتریک: این شتاب سنج ها به طور معمول از مواد پیزوالکتریک برای آشکار کردن جرم حساسه استفاده می کنند. مزیت آنها این است که این سنسورها پهنای باند وسیع دارند و مانع اساسی این است که این نوع شتا ب سنج ها به سیگنال های شتاب فرکانس پایین و استاتیک پاسخ نمی دهند.
3) شتاب سنج های تونلی: در این شتاب سنج ها برای اندازه گیری موقعیت جرم حساسه از جریان تونلی که از یک نوک تیز به یک الکترود برقرار است استفاده می شود. این مکانیسم آشکارسازی جرم حساسه خیلی حساس است. چندین شتاب سنج بر پایه این اصول گزارش شده است اما هیچ افزاره تجارتی تاکنون ساخته نشده است. مشکل اساسی دیگر در این نوع شتاب سنج ها دریفت طولانی مدت جریان تونلی است و توسط میدان های الکتریکی بالا مواد از نوک برداشته می شوند.
4) شتاب سنج های خازنی: در این شتاب سنج ها برای اندازه گیری موقعیت جرم حساسه از خازنی که بین انگشت های متحرک (که به جرم متحرک متصل هستند) و انگشت های ثابت (که به قاب ثابت متصل هستند ) استفاده می شود. در این پروژه از شتاب سنج خازنی استفاده می کنیم و محدوده پارامترهای مختلف برای یک ش تاب سنج خازنی با حساسیت زیاد و سطح نویز پایین را بدست می آوریم.
مقدمه:
ابزارهای اندازه گیری اینرسی که برپایه سامانه های میکرو الکترو مکانیکی هستند در دهه اخیر پیشرفت چشمگیری داشته اند. شتاب سنج ها و ژیروسکوپ های جدید تجاری ابزارهای اندازه گیری اینرسی را با ابعاد کوچکتر و قیمت کمتر نسبت به نوع غیر MEMS ارائه کرده اند. این سنسورها با قیمت کم و توان مصرفی پایین باعث ایجاد بازارهایی در زمینه خودروسازی و سایر زمینه های صنعتی و تجاری شده اند.
یکی از فاکتورهای بسیار مهم در شتاب سنج های برپایه سامانه ها ی میکرو الکترو مکانیکی فاکتور حساسیت می باشد برای رسیدن به حساسیت بالا نیازمند فرکانس طبیعی پایین هستیم و برای داشتن فرکانس طبیعی پایین باید ثابت فنر کوچک داشته باشیم. بنابراین در فصل اول این پروژه می خواهیم ساختار مکانیکی را طوری طراحی کنیم که در نهایت به فرکانس طبیعی پایین دست یابیم.
داشتن حساسیت بالا باعث می شود که جرم حساسه به ازای شتاب ورودی جابجایی زیادی داشته باشد بنابراین واسط الکتریکی می تواند حتی برای ورودی های کوچک شتاب هم اشباع شود. بنابراین باید جابجایی جرم حساسه را توسط قرار دادن آن در حلقه فی دبک منفی کنترل کنیم. در فصل دوم این پروژه روابط حلقه فیدبک منفی را بدست خواهیم آورد و به بررسی پایداری آن خواهیم پرداخت.
از آنجا که در شتاب سنج MEMS مورد نظر ما شتاب خروجی به صورت دیجیتال است لذا در حلقه فیدبک از یک کوانتایزر استفاده شده است. به همین دلیل وجود نویز کوانتیزاسیون در سیگنال خروجی اجتناب ناپذیر است. در فصل سوم به بررسی راهکارهایی برای کاهش توان نویز کوانتیزاسیون و افزایش SNR و SNDR خواهیم پرداخت و نهایتا در انتهای همین فصل تاثیر پارامترهای سیستم را بر روی پاسخ پله سامانه بررسی خواهیم کرد.
تعداد صفحه : 80
فهرست مطالب:
چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات 3
1) هدف 4 -1 °
2) پیشینه تحقیق 4 -1 °
3) روش کار و تحقیق 4 -1 °
فصل دوم : طراحی اجزای مکا نیکی 6
1) مقدمه 7 -2 °
2) تحلیل و طراحی مکانیکی 7 -2 °
3-2 ) طراحی فنر 10
1)فنر پا خرچنگی تا شده 11 -3 -2
2-3-2 )فنر ته بسته 12
4)نیروی الکتروستاتیکی 15 -2
5)نرم شدگی فنر الکتروستاتیک 16 -2
فصل سوم:حلقه سیگما-دلتا 18
1) مقدمه 19 -3
2) حلقه فیدبک 19 -3
3) تبدیل سیگما-دلتا 21 -3
4) تحلیل سامانه سیگما-دلتا 23 -3
5) پایداری 27 -3
29 G(z) بر روی پایداری Tc 1) بررسی تاثیر پارامتر -5 -3
31 G(z) بر روی پایداری Tf 2) بررسی تاثیر پارامتر -5 -3
ب
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
32 G(z) بر روی پایداری α 3-5-3 )بررسی تاثیر پارامتر
35 SNDR و SNR فصل چهارم:نویز کوانتیزاسیون و
1-4 ) مقدمه 36
2-4 ) نویز کوانتیزاسیون 36
39 SNR 3- ) بررسی اثر افزایش نرخ نمونه برداری بر روی 4
4-4 ) شکل دهی نویز 41
50 SNDR (5-4
6-4 ) بررسی پاسخ پله سامانه سیگما- دلتا 58
فصل پنجم:نتیجه گیری و پیشنهادات 64
نتیجه گیری 65
پیشنهادات 65
فهرست منابع فارسی 66
فهرست منابع لاتین 67
چکیده انگلیسی 80
چکیده:
در این کار تکنیک های طراحی سیستم برای حس و کنترل جنبش ساختاری MEMS با جرم خیلی کوچک و ظرفیت خازنی خیلی پایین تحقیق گردیده و برای ساخت شتا سنج COMS MEMS مجتمع نویز پایین بکار گرفته شده است. ساختارهای COMS MEMS با میکرو ماشین کاری سطحی ساخته شده اند که جرم کلی به اندازه خیلی کوچکتر از10–kgو ظرفیت خازنی کمتر از fF 100 دارند. شتاب COMS MEMS به طور معمول حساسیتی پایی در حدود 1mv/g و تغییرات خازنی در اثر تغییر شتاب حدود 0/4fF/g را دارا می باشند بنابراین نویز و دیگر اثرات مخرب بایستی حداقل گردند. برای شتاب سنج MEMS سه نوع منبع نویز وجود دارد: نویز الکترونیکی حاصل از واسط مدار و سنسور، نویز براونی حرارتی – مکانیکی ناشی از مصرف انرژی برای دمپ و نویز چندی کننده وقتی که سیستم شامل مبدل آنالوگ به دیجیتال هم باشد. غیر خطی های دیگری هم شامل آفست موقعیت سنسور، آفست مدار و شارژ نامطلوب در گرههای امپدانس بالای سانسور وجود دارند. در قسمت طراحی مدار حسگر مدل نویز مداری را مطرح کرده ایم که توسط آزمایش تایید شده و دید کلی برای آلی های دیگر اضافه شده اند که شامل ساختار کم نویز حس ولتاژ پیوسته – زمانی براساس پایدار چاپر، حداقل کردن نویز وابسته ورودی براساس تطبیق خازنی در اتصال سنسور به مدار، بایاس dc قوی در گره احساس که بصورت پریودیک شارژ ناخواسته را ریست (reset) می کند و حذف آفست توسط تقویت کننده تمام تفاضلی، نمونه اولیه که با این تکنولوژی ساخته شده دارای کف نویز 50mg/rtHZ می باشد که نویز براونی را پوشش داده و آفست سنسور را بیش از 40dB کاهش می دهد.
مقدمه:
در طول بیست سال گذشته پیشرفت میکروتکنولوژی قادر ساخته که سنسورهای کوچک و محرک های آن بصورت یکپارچه در یک بسته بندی ایجاد شوند. این فناوری باعث ایجاد سیستم های میکرو الکترونیک و مکانیک MEMS شده است. در این گزارش دو مورد احساس و کنترل سیستم های MEMS مورد توجه قرار میگرد. در این گزارش مدارات الکترونیک برای سنسورهای خازن کم نویز و سیستم های کنترل با فیدبک قوی ارائه شده است.
تعداد صفحه :84
چکیده
بررسی تحقیقات گذشته نشان می دهد که تاکنون مطالعات جامع (آزمایشگاهی و صحرایی) برروی شناخت تأثیر ریزدانه غیر چسبنده بر مقاومت روانگرایی ماسهها صورت نپذیرفته است. اگرچه مطالعات انجام یافته نیز بعضاً نتایج متناقضی در برداشته است. به منظور شناخت بهتر و کاملتر تأثیر ریزدانه غیرچسبنده بر مقاومت روانگرایی ماسهها، یک پروژه تحقیقاتی مشترک بین پژوهشگاه بینالمللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و دانشگاه علم و صنعت تحت عنوان ” بررسی پتانسیل روانگرایی خاک های ماسه ای لای دار سست با استفاده از آزمایش های سه محوری تناوبی و آزمون نفوذ مخروط CPT” تعریف گردید. در این پروژه که در قالب رساله دکتری آقای مهدی اثنی عشری در دانشگاه علم و صنعت نیز تعریف شده بود، مقرر گردید که آزمایش های سه محوری دینامیکی در پژوهشگاه بینالمللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و آزمایش های CPT دردانشگاه علم و صنعت انجام پذیرد. به همین منظور آزمون های سه محوری تناوبی در آزمایشگاه دینامیک خاک پژوهشگاه بر روی نمونههای دست نخورده اخذ شده به روش انجماد از محفظه کالیبراسیون(تهیه شده بوسیله آقای مهندس اثنی عشری در دانشگاه علم و صنعت) و نیز بر روی نمونههای باز سازی شده به روش ریزش خشک(ساخته شده در پژوهشگاه بوسیله مهندس اثنی عشری) انجام پذیرفت. کلیه آزمایشهای سه محوری دینامیکی بر روی نمونههای دست نخورده و نمونههای بازسازی شده از ترکیب ماسه با به ترتیب ۰، ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۰ و ۵۰ درصد سلیت و درتنش های همه جانبه اولیه ۱۰۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ کیلو پاسکال انجام گردید. هدف از انجام این پایاننامه تفسایر و تحلیل نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی انجام شده(به شرح فوق) از دیدگاهی مجزا از مباحث مطروحه در پایاننامه دکتری آقای مهندس اثنی عشری می باشد. به همین منظور نتایج آزمون های سه محوری دینامیکی از دیدگاه پارامترهای معرف بافت خاک مانند نسبت تخلخل دانه ای، نسبت تخلخل اسکلت ماسه و دانسایته نسبی ویژه خاک (که برای تعیین آن حداکثر و حداقل نسبت تخلخل برای ترکیبات مختلف ماسه و سیلت اندازه گیری گردید) مورد بررسی قرارگرفت. همچنین تغییرات فشار آب منفذی (در حین و بعد از آزمایش) و تغییرات کرنش حجمی (به علت زائل شدن فشار آب منفذی بعد از وقوع روانگرایی که می تواند به عنوان معیاری از نشست ناشی از روانگرایی تلقی گردد) در ترکیبات مختلف ماسه و سیلت مورد بررسی قرارگرفت. نهایتاض مقایسه ای بین نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی و نتایج آزمایش های CPT(قبلاً انتشار یافته توسط ضیایی و بازیار، ۲۰۰۳) برروی مصالح مشابه انجام پذیرفته است.
فرمت :pdf
تعداد صفحه :۳۰۶
چکیده
بررسی تحقیقات گذشته نشان می دهد که تاکنون مطالعات جامع (آزمایشگاهی و صحرایی) برروی شناخت تأثیر ریزدانه غیر چسبنده بر مقاومت روانگرایی ماسهها صورت نپذیرفته است. اگرچه مطالعات انجام یافته نیز بعضاً نتایج متناقضی در برداشته است. به منظور شناخت بهتر و کاملتر تأثیر ریزدانه غیرچسبنده بر مقاومت روانگرایی ماسهها، یک پروژه تحقیقاتی مشترک بین پژوهشگاه بینالمللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و دانشگاه علم و صنعت تحت عنوان ” بررسی پتانسیل روانگرایی خاک های ماسه ای لای دار سست با استفاده از آزمایش های سه محوری تناوبی و آزمون نفوذ مخروط CPT” تعریف گردید. در این پروژه که در قالب رساله دکتری آقای مهدی اثنی عشری در دانشگاه علم و صنعت نیز تعریف شده بود، مقرر گردید که آزمایش های سه محوری دینامیکی در پژوهشگاه بینالمللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله و آزمایش های CPT دردانشگاه علم و صنعت انجام پذیرد. به همین منظور آزمون های سه محوری تناوبی در آزمایشگاه دینامیک خاک پژوهشگاه بر روی نمونههای دست نخورده اخذ شده به روش انجماد از محفظه کالیبراسیون(تهیه شده بوسیله آقای مهندس اثنی عشری در دانشگاه علم و صنعت) و نیز بر روی نمونههای باز سازی شده به روش ریزش خشک(ساخته شده در پژوهشگاه بوسیله مهندس اثنی عشری) انجام پذیرفت. کلیه آزمایشهای سه محوری دینامیکی بر روی نمونههای دست نخورده و نمونههای بازسازی شده از ترکیب ماسه با به ترتیب ۰، ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۰ و ۵۰ درصد سلیت و درتنش های همه جانبه اولیه ۱۰۰، ۲۰۰ و ۳۰۰ کیلو پاسکال انجام گردید. هدف از انجام این پایاننامه تفسایر و تحلیل نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی انجام شده(به شرح فوق) از دیدگاهی مجزا از مباحث مطروحه در پایاننامه دکتری آقای مهندس اثنی عشری می باشد. به همین منظور نتایج آزمون های سه محوری دینامیکی از دیدگاه پارامترهای معرف بافت خاک مانند نسبت تخلخل دانه ای، نسبت تخلخل اسکلت ماسه و دانسایته نسبی ویژه خاک (که برای تعیین آن حداکثر و حداقل نسبت تخلخل برای ترکیبات مختلف ماسه و سیلت اندازه گیری گردید) مورد بررسی قرارگرفت. همچنین تغییرات فشار آب منفذی (در حین و بعد از آزمایش) و تغییرات کرنش حجمی (به علت زائل شدن فشار آب منفذی بعد از وقوع روانگرایی که می تواند به عنوان معیاری از نشست ناشی از روانگرایی تلقی گردد) در ترکیبات مختلف ماسه و سیلت مورد بررسی قرارگرفت. نهایتاض مقایسه ای بین نتایج آزمایش های سه محوری دینامیکی و نتایج آزمایش های CPT(قبلاً انتشار یافته توسط ضیایی و بازیار، ۲۰۰۳) برروی مصالح مشابه انجام پذیرفته است.
فرمت :pdf
تعداد صفحه :۳۰۶