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2411.电力电缆分布式测温系统取能电源研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
供能电源一直是电力电缆和输电线路在线监测系统亟待解决的关键问题.分析了现有供能电源存在的不足,设计了一种电力电缆分布式测温系统的取能电源.该电源根据电磁感应原理,利用带气隙的线圈从高压电缆感应取能,并通过电源管理单元和充电管理单元,将电缆电流转变为稳定的输出电压,为分布式测温系统供能.基于此,通过理论分析和软件仿真,实现对取能线圈结构参数最优匹配,满足实际线路需要；通过电源管理单元和充电管理单元,有效解决了电源续航能力和输出电压稳定性问题.实验结果表明,该取能电源能够为电力电缆分布式测温系统提供足够的能量,满足可靠性要求.
关键词：分布式；电力电缆；取能线圈；电源管理；充电管理；续航能力
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2412.基于小波的无人潜航器航位推算算法研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
针对无人潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在多普勒计程仪(Doppler velocity log,DVL)的量测噪声以及安装角偏离误差影响下,自主航行时不能满足长时间导航定位的问题,一方面基于Mallat算法的小波分解和单层重构方法对DVL量测速度进行滤波；另一方面,利用UUV湖试数据对传感器的安装偏离误差进行了校正.针对UUV在高纬度、长时间航行特点,采用地球参考椭球体作为地球几何形状的数学描述.最后对提出的导航算法进行了算法验证及自主导航控制试验,结果表明UUV的自主导航定位精度均小于0.5％,满足设计要求,并优于改进前的航位推算算法.
关键词：无人潜航器；小波；航位推算；自主导航
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2413.基于三维速度场构建的微流量测量方法研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
采用微流体粒子图像测速仪(microscale particle image velocimetry,micro-PIV)对200μm宽、60μm深的长直通道三维速度场进行了非接触定量可视化测量,并在此基础上计算了通道内的微流量.实验采用二维分层速度场测量方法,将通道沿物镜景深方向划分为11个流体层,通过高精度的位移平台实现流体跨层粒子图像采集.分别针对64×64像素和32×32像素2种判读域,采用micro-PIV系综相关算法对流体层二维速度场进行分析,获得三维全场速度分布,在此基础上利用截面速度离散积分原理计算出截面微流量.实验结果表明,基于微流体粒子图像测速仪的三维速度场分析能够实现对微通道流量的精确测量.对于64×64像素判读域,输入流量在2.481～5.788 μL/min范围的测量结果精度较高,最大相对误差为3.87％；对于32 ×32像素判读域,输入流量在3.307～8.269 μL/min范围内均有较高测量精度,最大相对误差为3.69％,表明采用32×32像素判读域的流量测量精度总体上优于64×64像素判读域.
关键词：微流量；微流体粒子图像测速仪；三维速度场
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2414.基于FIR优化滤波的旋转高频信号注入法及其应用
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
针对传统旋转高频信号注入法中信号处理精度低、延时时间长及过程复杂等缺陷,提出一种基于有限冲激响应(finite impulse response,FIR)优化滤波的改进旋转高频信号注入法.该方法采用等纹波最佳逼近FIR滤波器提取高频电流信号,实现高频电流信号提取误差最小.通过对高频电流作外差处理,提取转子位置误差信号,省去旋转高频信号注入法中的同步轴系滤波单元,降低系统的复杂性.通过线性相位补偿,实现转子速度与位置估计最小延迟.构建无轴承永磁同步电机无速度传感器矢量控制平台,验证算法的有效性.仿真实验结果表明:通过离线优化设计FIR滤波器及线性相位补偿,该方法在全速范围内能够准确估计转子的位置与速度,与卡尔曼滤波相比,其估计精度更高,鲁棒性更强.
关键词：旋转高频信号注入；等纹波最佳逼近FIR滤波；内置式无轴承永磁同步电机；无速度传感器控制
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2415.神经网络逆软测量方法的拓展及在生物浸出过程中的应用
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
在前期工作中,提出了基于“内含传感器”的逆软测量方法,其中逆软仪表的构造仅仅是基于直接可测的状态来实现的.对该方法进行了拓展,首先将用于构造逆软仪表的直接可测量由直接可测的状态拓展为函数变量,然后对逆软仪表的建模算法进行了改进.这种拓展和改进不仅增加了逆软仪表构造成功的可能性,而且可以降低构造逆软仪表所需的直接可测量的导数的阶数,便于工程实现和应用.另外,采用神经网络来逼近理论上存在的逆软仪表,并得到了神经网络逆软仪表,从而解决了解析逆软仪表难以实现的工程应用瓶颈.最后将神经网络逆软仪表应用于生物浸出过程,实现了其不直接可测状态的在线软测量.仿真结果表明神经网络逆软仪表的软测量值与真实值非常接近,从而验证了该方法的有效性.
关键词：逆系统；软测量；神经网络；一般非线性系统；生物浸出过程
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2416.网络寿命最优的管道监测传感网节点部署研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
提出一种管道监测传感网中节点的优化部署方案,以降低天然气管道监测网络的节点能耗和延长网络寿命.采用一种新的性能指标——成本寿命作为优化目标,分析网络规模、节点间距以及数据传输结构对优化目标的影响,并建立求解节点部署优化问题的数学模型.模型的求解采用混合遗传算法,利用外点函数法修正不满足约束条件的解,同时把退火选择算子嵌入到实数编码的遗传算法中,增强其搜索能力.理论分析和实验结果表明,该方案不仅能够降低网络的节点能耗,平衡网络负载,而且对网络寿命有益处.
关键词：管道监测；无线传感器网络；网络寿命；节点部署
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2417.基于双处理器架构的列车超限检测系统研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
铁路货运列车超限严重威胁着铁路运营安全.而目前国内已有的检测系统难以实现对静态列车的便携式、高速、高精度测量.研究了一种基于双处理器架构的列车超限检测系统,硬件上采用嵌入式主板代替个人计算机提高了系统的便携性,其中ARM管理系统实时多任务并维护嵌入式GUI,32位专用DSP保证了系统测量精度并优化了图像处理速度.软件部分基于嵌入式Linux系统,开发了各外设的驱动程序和应用程序,其中HPI中断方式的驱动程序提高了双核数据传输的效率.设计的超限检测系统机箱体积为40 cm× 40 cm×25 cm,在30 min内可以完成一节10 m车厢的超限检测,耗时仅为手工测量的1/5并且能够达到mm级的测量精度.
关键词：超限检测；双处理器架构；HPI；测量精度
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2418.高灵敏度感应式磁传感器的研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
大地电磁测深需要较宽频率范围的感应式磁传感器来探测大深度范围,然而,随着频率的降低磁传感器的感应电压也随之降低；高频段由于磁性材料在磁化时存在趋肤效应,导致磁芯的有效面积变小,因此,提高磁芯的有效导磁率以及磁芯材料的有效面积是扩展频带提高传感器灵敏度的主要手段.采用高电阻率叠片磁芯并且在磁芯两侧附加磁通收集器的办法增加有效面积和有效导磁率从而提高传感器的灵敏度.标定结果表明传感器频率范围是0.001 Hz～10 kHz,在频率小于1 Hz的范围内灵敏度为0.24 V/(nT·Hz),频率高于1 Hz时,为0.75 V/nT,能够满足大深度范围探测的需要.
关键词：磁反馈；磁通收集器；有效导磁率；趋肤深度
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2419.动态采集过程的系统模型和评价方法研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
波形捕获率是数字存储示波器的主要指标,它代表了系统在单位时间内捕获波形的能力.但对于一个实际的采集系统而言,其定义过于粗略,不能够准确地衡量和评价采集系统的动态性能.通过建立非均匀的动态采集模型,并分析被测信号频率与采集系统最小死区时间的关系,给出了评价数据采集系统性能的新指标:平均波形捕获率、最大波形捕获率和最小波形捕获率.在此基础上进一步提出采用分段测量平均波形捕获率的方法来评价采集系统平均性能,并在实际系统中进行了验证,给出了测试结果.
关键词：数字存储示波器；波形捕获率；死区时间；动态采集模型；数据缓存
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2420.初态学习下时滞非线性系统的迭代学习控制
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
针对在有限时间区间上重复运行的一类状态时滞非线性系统,研究了一种带有初态学习的迭代学习控制算法.基于算子谱理论证明了系统在任意初态条件下经过迭代学习后,其输出能够完全跟踪期望轨迹,得到了该算法谱半径形式的收敛条件,比范数形式的收敛条件放宽了.并通过对系统初态的迭代学习,放松了迭代学习控制算法对初始状态函数的要求.仿真结果验证了所提算法的有效性.最后,将该算法应用到含有状态时滞的非线性间歇过程,结果也表明了该算法的有效性和可靠性.
关键词：非线性时滞系统；迭代学习控制；初态学习；算子谱理论
027-87841330