国民经济的持续快速发展对于油气供给提出了更大的需求。油气资源主要依靠管道进行运输,为保证管道运输安全可靠,需定期使用智能机器人对其进行检测。检测过程中要对智能机器人进行跟踪定位以确保知道管道内机器人的实时位置、状态,特别是发生故障如卡堵时的位置。油气管道通常为长距离管道,跟踪定位方式只能采用无缆或无线方式,其中极低频信号...
磁性液体是一种兼具流动性和磁响应特性的新型功能材料,在密封、传感器、阻尼减振等工程领域有着广泛的应用。提出了一种新型磁性液体惯性传感器,可用于测量物体的倾角或加速度。该传感器利用壳体内腔的圆锥角结构来提供所需的回复力。理论分析得出影响传感器回复力的因素包括磁性液体的体积和饱和磁化强度、圆锥角的大小以及永磁体所产生的磁场...
针对电容层析成像系统的数据采集系统存在的灵敏度低,检测信号微弱,信噪比低等问题,分析电容传感器各结构参数对系统物理性能的影响,建立了传感器敏感场场域的数学模型,从软场角度,介质分布,敏感场的均匀性以及传感器结构参数等方面进行了分析,确定了传感器的优化设计函数。采用响应面方法对隐式函数进行拟合,得到响应面方程并加以验证,获得了一...
乙炔（C2H2）气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障。气体传感器是在线监测油中溶解气体的核心。提出一种不同形貌结构的分层氧化锌（Zn O）纳米传感器,基于实验室平台研究其对变压器油中溶解气体C2H2的检测特性及气敏机理。结果表明：由于比表面积的提高,花状Zn O纳米传感器比棒状和颗粒状Zn O纳米...
综述了压缩气体高压电容器电压系数测量的国内外研究状况。介绍了基于高压电容器电极结构、参数（如弹性模量）、安装精度等参数的测量估计其电压系数的间接测量法,分析了直接比较法、直流偏压法、双频法、倾斜法、冲击法等设计高压测试电路的方法,在实际工作电压下测试电压系数的直接测量法,其中重点解析了倾斜法。
无线传感节点由于监测环境、用户需求、网络功能等原因往往需要较高频度的代码更新,基于无线Boot-Loader的点对点技术是目前主流的重编程方法。研究如何通过选择手持基站到所有节点的传播路径,解决重编程效率低下和整体能耗较高的问题。首先,建立了无线重编程过程的NP-hard及简化的数学模型;接着给出基于最小化覆盖消耗的转发半径选择策略,以及...
场指纹法（FSM）是一种基于电位阵列的金属管道在线腐蚀监测方法。传统的直流FSM（DCFSM）是在管道中通直流电流激励,通过监测电极间的电压变化推算出管道内部腐蚀。DCFSM在缝隙腐蚀监测方面,侧重于监测缝隙的起始及扩展方向。而在深度检测方面,由于DCFSM每个电极对间仅有一个电压值用于求解腐蚀,因而只能使用经验公式,检测精度低。交流场指纹法...
锅炉燃烧状态自动监测中亟待解决的关键问题之一是燃烧稳定性判别问题。基于图像处理技术,从火焰图像中提取燃烧参数。针对火焰脉动现象,提出将燃烧参数以区间数表示的思想。针对软计算方法依赖决策样本以及相关工作人员工作经验的缺陷,本文另辟蹊径,提出基于区间数和多属性决策的燃烧稳定性判定方法。将区间数理论和多属性决策理论应用于燃烧稳...
由磁弹基本原理可知,不同拉力作用下杆件材料的磁特性曲线存在差异,据此可发展出一种杆件拉力测量方法。为准确获取磁特性参数与拉力的关系表达式,搭建了力热耦合条件下的磁特性曲线测量装置,并进行了相关影响因素的试验研究。拉力的测量精度与传感器结构及其励磁方式、材料剩磁状态、温度和数据分析过程等多因素密切相关,首先试验对比分析了脉...
分析了压电陶瓷叠堆执行器（piezoelectric ceramic stack actuator,PCSA）的刚度及其与位移输出的关系。在此基础上,提出了一种通过分别测量PCSA在相同驱动电压下空载时和在给定刚度的弹性框架预紧时的位移输出量,并根据测得的位移输出量解算PCSA刚度的刚度测量方法,建立了相应的PCSA的刚度测量系统原理。通过分析和建立弹性框架的伪刚体模型、...
采用IEC 61000-4-27所推荐方法进行电压不平衡度测量时,复杂的开方运算是不可避免的。提出一种电压不平衡度的准同步采样快速测量方法,该方法首先采用准同步采样算法计算三相电压相量（幅值和初相角）,然后利用几何原理将开方运算转化为三角函数计算,并最终利用代数多项式简化三角函数式,实现电压不平衡度的快速、准确测量。与IEC 61000-4-27所...
针对液压四足机器人作动器伺服精度较差问题,分别推导电液伺服作动器在摆动相、刚性支撑相和弹性支撑相的等效模型,分析各作动器模型特点,提出比例内环自适应幅相控制外环的复合控制策略,应用比例控制器保证位置内环的稳定性,采用自适应幅相控制器进行幅值和相位补偿。通过机器人单腿测试平台进行控制策略验证,实验结果表明：所提控制策略可使系...
为提高单探头磁力仪在自然环境中的抗干扰能力,设计了一种基于Overhauser效应的双探头磁场梯度探测器。文中介绍了Overhauser效应的基本原理,对仪器的射频激发系统、信号调理系统和频率计做了详细的描述。论文分析了射频系统的不稳定因素,并给出解决方案。针对拉莫尔旋进信号,提出一种基于FPGA的多通道测频算法,并对比测试使用该算法前后的结果,...
针对永磁驱动器工作效率较差的问题,提出一种导体盘上周向开梯形槽的永磁驱动器,采用有限元仿真确定了永磁驱动器导体盘的开槽个数,联合中心复合设计和响应面法建立了响应变量与设计变量之间的响应面模型。基于该模型,选择适当的约束条件,以传动转矩最大和涡流损耗最小为优化目标,利用自适应遗传算法对永磁驱动器的开槽结构参数进行优化。优化结...
油纸变压器绝缘介质特性复杂,为了研究绝缘介质弛豫响应与油纸绝缘时域极化谱特征量的内在关系,以便将电气特征量法应用于无损诊断变压器绝缘状态,通过建立变压器油纸绝缘等效电路模型,仿真分析了回复电压极化谱特性,并在仿真基础上研究了不同绝缘状态下油纸绝缘时域极化谱特征量变化规律。结论表明,时域响应回复电压极化谱特征量能有效评估油纸...
层流冷却过程控制目标是保证带钢卷取温度进入目标范围内并尽量提高精度以保证带钢质量,其本质是目标优化问题。同时,层流冷却过程处于频繁变化操作工况的动态环境之下,现有控制方法很难实现有效的实时控制。本文针对现有层流冷却过程控制方法很少引入优化思想这一问题,提出基于改进菌群优化算法（BFO）的层流冷却过程冷却水量优化设定方法。并...
尽管大尺度粒子图像测速技术（LSPIV）在水流测速方面具有优势,但该方法得到的瞬时流场矢量正确率低,导致了时均流场重建误差大。提出了一种基于时空图像频谱的时均流场重建方法。首先利用示踪物在三维时空域中分布的相关性,通过在图像序列中设置的测速线合成时空图像;然后基于傅里叶变换的自配准性质建立时空图像纹理主方向和频谱主方向间的约...
本文提出了一种基于CCD摄像机利用图像灰度获得实际照度的新方法,该方法适用于摄像机的任意曝光和增益参数,且考虑了摄像机安装位置和角度对测量的影响。CCD摄像机照度测量法的实际应用主要涉及两个过程：一是标定过程,即应用CCD摄像机进行照度测量前,标定CCD图像灰度与照度之间的转换参数和转换模型;二是照度测量过程,即通过CCD摄像机拍摄图像,...
针对传统的基于张量积小波变换融合方法生成的融合结果图像空间分辨率偏低且易产生方块效应、HSI变换融合方法保持光谱信息能力较差、基于非下采样三通不可分小波多光谱图像融合方法空间分辨率偏低等不足,提出了一种基于抽样矩阵为[2,1;-1,1]的三通道不可分小波的采样方式,并提出了基于该采样方式下的多光谱图像和全色图像融合方法。利用矩阵扩...
声呐图像散斑噪声抑制是声呐图像处理领域重要的难题。设计一种抑制声呐图像散斑噪声的形态学滤波器。该滤波器中,对于每一个尺度,利用不同方向的2种结构元素分别对声呐图像进行闭开、开闭运算,将运算结果以图像熵比值作为融合准则进行图像融合得到该尺度下的一级滤波图像;利用该尺度下另外2种不同方向的结构元素分别对一级滤波图像进行闭开、开...
心电标测系统中除极波的激动时刻判定是一个非常重要的工作,但目前针对单极和双极信号的激动时刻提取方法还没有形成共识。本文总结和实现了现有的几种激动时刻提取算法,提出一种符合单双极信号生理意义的检验激动时刻提取准确性的判断标准,比较了5种算法分别应用于单极和双极信号时的提取效果,并通过实际的动物实验数据进行了验证。统计结果表...
眼电（EOG）伪迹是基于脑电（EEG）的脑机接口系统中最重要的干扰。为自动去除这种干扰,提出了基于ICA-RLS的EOG伪迹自动去除算法。首先,ICA将多个导联EEG信号分解成数目相等的若干个独立分量（ICs）。然后,计算并依据每个IC的峰态系数,自动地从ICs中识别出EOG分量。最后,识别出的EOG分量用作RLS自适应滤波器的参考信号,并用该滤波器对原始EEG进...
针对模拟电路早期故障诊断中存在部分早期故障类别重叠的难点,提出了一种基于核熵成分分析的故障诊断方法。首先应用小波分形分析计算被测电路时域响应信号的小波分形维特征,然后利用核熵成分分析方法进行特征的优选与降维,最后将优选和降维后的特征应用最小二乘支持向量机多类分类器进行区分,其中用于识别重叠故障类别的最小二乘支持向量机的参...
中性点不接地系统的配电网高阻接地故障是一种多发故障,短路电流小,故障特征不明显,在线辨识困难,导致故障初期难以被发现,极易演化成严重故障。通过研究其单相接地的暂态过程,发现故障暂态电容电流会使故障线路零序电压有明显的高次谐波,经10k V配电网单相高阻接地后故障线路零序电压频谱分析仿真结果证明了这一点,因此可将其作为高阻接地故障...
人类进化算法是模拟人类进化机制而建立起来的一种高性能的智能优化算法,是由生物进化算法和知识进化算法结合而成的。为提高配电网故障定位的速度和准确度,将人类进化算法应用于配电网故障定位,对复杂配电网进行处理时结合分级处理思想,先对配电网系统进行分区,在各独立区域中分别使用人类进化算法进行故障定位,再对主干支路和有故障的独立区域...
针对开关电流（SI）电路的故障诊断和定位问题,为进一步提高故障准确率,提出了基于信息熵和Haar小波变换的开关电流电路故障诊断新方法。该方法采用伪随机信号激励经蒙特卡罗分析、Haar小波正交滤波器分解和信息熵及模糊集的计算来实现故障特征的提取,以减少信号的冗余。最后构建故障字典,完成各故障模式的故障分类。对六阶切比雪夫低通滤波器进...
在科氏质量流量计中,流量管的稳幅振动是准确测量的前提。当两相流发生时,科氏质量流量管无法维持在最佳幅值下振动,导致传感器输出信号幅值波动大。针对两相流下流量管幅值控制面临的问题,分析影响流量管振动幅值大小和稳定性的因素,提出跟踪传感器信号幅值、变传感器信号设定值的控制方法,在研制的数字式科氏质量流量变送器上实时实现,并在气-...
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