Gear digital twins, hardware-in-the-loop rigs, and active vibration control close a loop around the instantaneous tooth-contact state, demanding a solver that is real-time, deterministic, and embeddable -- properties that loaded tooth contact analysis (LTCA), a data-dependent linear complementarity problem (LCP) costing seconds per mesh phase in fp64, structurally lacks; learned surrogates infer fast but spend one full LTCA solve per training sample and offer no guarantee beyond their training envelope. We instead compress the closed-form contact physics -- contact-point localization, principal-curvature extraction, and the elliptical Hertz solution -- directly into a branch-free fixed-point FPGA datapath, termed physics-direct, realized through the fully open-source openXC7 flow (no vendor tools, no floating-point IP) and validated on retired XC7K480T silicon. Four SoCs -- geometry, Hertz, and two fused paths -- pass bit-exact JTAG readback against a golden model. The on-chip preview tracks LCP body pressure to within -22% and loaded transmission error (LTE) peak-to-peak to -19%, preserving the exact $W^{1/3}$ law; with zero training it extrapolates in load more accurately than a trained network (18.9% versus 20.3%). Latency is a compile-time constant ($σ= 0$ jitter), and the DSP-bound geometry kernel saturates the fabric near 63 lanes. Physics-direct is an interpretable, deterministic alternative to neural surrogacy for embedded tooth-contact estimation.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FPGA:ACM/SIGDA International Symposium on Field-Programmable Gate Arrays。 Explanation:ACM/SIGDA现场可编程门阵列国际研讨会。 Publisher:ACM。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/fpga/
基于深度学习及FPGA的装备目标检测研究
专知会员服务
53+阅读 · 2023年4月18日
深度神经网络 FPGA 设计进展、实现与展望
专知会员服务
59+阅读 · 2022年3月26日
深度神经网络FPGA设计进展、实现与展望
专知会员服务
36+阅读 · 2022年3月21日
FPGA加速系统开发工具设计:综述与实践
专知会员服务
69+阅读 · 2020年6月24日
自动驾驶毫米波雷达物体检测技术-算法
CVer
14+阅读 · 2020年5月10日
【数字孪生】超棒PPT解读Digital Twin十大领域应用!
产业智能官
103+阅读 · 2019年3月26日
【泡泡图灵智库】基于CPU的实时6D物体姿态估计(arXiv)
泡泡机器人SLAM
12+阅读 · 2019年1月26日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员