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作者：温思歆;苏承毅;王东杰;孟万植;聂聆聪;孙希明;
单位：大连理工大学控制科学与工程学院;北京动力机械研究所;
摘要：发动机模型是控制计划优化、基于模型的控制和观测器设计等技术的基础，对控制系统的性能具有重要影响。然而，超燃冲压发动机一维模型由于依赖计算流体力学的网格计算，其计算量巨大，难以在机载控制器内实时运行。为解决这一问题，本文深入研究基于图形处理器（Graphics Processing Unit,GPU）的并行计算技术，探索了网格解耦与划分、串/并异构设计、内存优化、代码优化、编译指令优化、硬件模式优化等方法，综合设计了一个高效的中央处理器（Central Processing Unit,CPU）+GPU异构模型，并在基于虚拟路径交叉连接（Virtual Path Cross-Connect,VPX）总线的嵌入式控制器上进行验证。为充分验证所设计异构模型的有效性、高效性与实时性，本文依次开展基线测试、软硬件优化加速测试、并行计算测试，在测试中对比一维模型在CPU，单核GPU，多核GPU上的计算耗时与数据误差。最后根据数据、曲线、监控工具等方式，展示了所设计的异构模型在不损失模型精度的前提下，加速超过了6.7倍，运行时间均不超过25 ms，符合工程预期的实时性要求，具有良好的应用前景。
关键词：超燃冲压发动机;;并行计算;;一维模型;;嵌入式控制器;;优化加速
基金资助：国家科技重大专项（J2019-Ⅰ-0019-0018）~~
