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2591.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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2592.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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2593.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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2594.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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2595.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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2596.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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2597.一种新的基于数理统计的模糊度正确性检验方法
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
模糊度整数解的正确性检验是精密卫星定位算法中的关键和难题,根据模糊度解的数理统计特性,提出了一种新的模糊度正确性检验方法.首先,提出通过参数估值最大变化率判断浮点解稳定性,在确保浮点解统计特性的基础上采用方差验后检验法检验浮点解可靠性；其次,建立模糊度失败率与Ratio检验阈值间的函数关系,利用给定町靠性指标——模糊度失败率,确定Ratio检验阈值c；最后,采用Ratio检验方法,实现所求模糊度整数估值的可靠性检验.算例分析表明,该方法可适用于不同长度基线模糊度可靠性检验,解决了Ratio检验阈值c动态取值的关键问题,具有一定的实际意义.
关键词：模糊度检验；Ratio检验；失败率；数理统计
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2598.基于重构贡献和灰关联熵的变压器诊断方法
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
提出了一种基于重构贡献和灰关联熵相结合的变压器故障诊断新方法.该方法在利用油中溶解气体分析数据建立主元模型后,基于故障重构的思想,计算样本各变量重构贡献率作为特征量,规格化处理来提取变压器油中溶解气体的故障特征信息.为了克服单一灰关联分析中易造成局部关联及信息损失等缺陷,采用灰关联熵方法进行变压器故障类型诊断.实例研究结果表明,该方法具有良好的故障识别能力,提高了故障诊断的准确性.
关键词：主元分析；重构贡献；灰关联熵；变压器；故障诊断
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2599.基于阻抗突变测量的电缆防盗新机制的研究
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
为了解决目前低压电力电缆防盗机制的局限性和缺陷,分析对比了目前各种电缆防盗技术的原理及优点,提出了加载直流电压法和采用交流采样的阻抗测量算法相结合的一种新型综合电缆防盗机制.该机制采用模糊逻辑判断阻抗及电流的特性,根据微机电缆保护的整定值,通过对盗割电缆时电流动态分析,快速给出可靠的报警信号.
关键词：电缆防盗；阻抗突变；模糊状态估计；傅里叶算法
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2600.基于FPAA与序贯双卡尔曼滤波信息融合的PCR温控
[仪器仪表制造业] [2014-02-15]
传统PCR(polymerase chain reaction)仪对样品反应池壁温度进行接触式测量与温控,存在测量迟滞大、无法直接控制试剂温度的缺点.研制的电化学实时定量PCR温控系统采用红外温度传感器、热源温度传感器以及环境温度传感器分别测量试剂表面热辐射、热源与反应池壁温度与环境温度,并提出序贯双卡尔曼滤波估计算法对三点温度数据进行信息融合从而估计出试剂表面温度真实值.该算法中迭代卡尔曼滤波器(iterated extended Kalman filter,IEKF)与线性卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)顺序运行,结合了IEKF非线性估计收敛快与KF实时性高的优点,克服了红外测温噪声大,易受环境、被测物热辐射率等因素影响的缺点.试剂温度的估计值作为反馈输入到基于FPAA(field programmable analog array)的可动态配置PID控制器中构成闭环控制,同时微控制器根据不同温控阶段的控制要求对PID控制器进行配置,从而提高温控效率.实验表明,滤波估计后红外测温精度由2℃提高至0.3℃；试剂表面温度监控与可动态配置PID使得PCR温控更加准确高效；PCR产物测试结果优于市面上PCR仪、恒温时间设置更加合理.
关键词：卡尔曼滤波器；可编程模拟阵列；聚合酶链式反应；红外测温
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