基于卡尔曼滤波与MUSIC算法的传感阵列定向方法

对局放源信号的准确测量与有效识别是局部放电检测、定位及分析的关键。受电磁传感器方向特性灵敏度局限,现有基于到达角(AOA)定位的局部放电定位方法主要运用于声音信号。为此,提出一种卡尔曼滤波算法与多信号分类器(MUSIC)算法相结合的特高频传感阵列定向方法,即首先采用卡尔曼滤波算法能够有效处理电磁幅值信号,减小信号波动性及测量误差,大大提升信号测量精度;然后针对单一传感器建立了传感器方向性的参考矩阵,对任意来波信号使用MUSIC算法进行数据匹配,从而得到精确的来波方向;最后经过试验验证,所提算法可将传感器阵列的方向识别结果误差减小至5°以内,提升了测量精度。

一种基于特高压直流高空3D防护柔性外骨骼的健康工效

目的探讨针对特高压直流高空作业初步设计的3D防护柔性外骨骼的健康工效和可用性。方法10名健康成年男性作为受试者,分别在穿戴新设计的柔性外骨骼和常用安全带的条件下完成两次搬运试验,每次持续完成3组搬运工作。采用心率表、肺通气仪、Borg疲劳感量表及系统可用性量表SUS比较受试者在两种穿戴条件下的即刻生理机能反应和使用评价。结果穿戴外骨骼不同程度地降低受试者在各组搬运后的心率、肺通气量和主观疲劳感,有较高的使用认可度。结论新设计的3D防护柔性外骨骼可能有改善生理机能、缓解疲劳等健康工效,需要进一步优化设计和应用研究,以期推广应用。

基于CR-InSAR技术的输变电设备重点区域地表形变监测分析

特高压输变电设备多位于环境复杂山区,地质灾害易发,产生的地表形变会对输变电设备基础稳定性造成影响,严重情况将影响设备运行安全。目前常规地表形变监测主要使用人工巡视判别、无人机巡视影像或建模识别、倾斜测量等技术手段都存在弊端,因此考虑具有高精度、大范围特点的InSAR技术进行监测,基于TerraSAR-X和Sentinal-1A数据,利用时序InSAR技术完成换流站及输电线路的灾害排查,并研究CR-InSAR用于局部区域的沉降监测,通过模拟沉降和对比结果证明CR-InSAR对于局部重点区域监测的有效性,表明其应用于输变电设备沉降监测的可行性。

位场向下延拓的波数域迭代法及其收敛性

提出了位场向下延拓的波数域迭代法.对水平面上的位场观测值进行Fourier变换,得到其波谱.根据第一类Fredholm积分方程的空间域迭代解法,推导出计算向下延拓水平面上位场波谱的波数域迭代公式.在波数域中进行迭代,一直进行到相继两次迭代近似解的差值最大绝对值小于给定的精度,或迭代达到给定的最大迭代次数.对这种迭代近似解进行Fourier逆变换,得到向下延拓的位场.数值计算结果表明:与空间域迭代法比较,这种波数域迭代法简单、快速,并有同样好的向下延拓效果.本文还证明了这种迭代法是收敛的,并给出了它的收敛特性和滤波特性.

位场曲化平积分方程的迭代解

提出了位场曲化平的新方法.给定观测曲面S上的位场、S对下方水平面P的相对高程,确定P上的位场.利用由P向上延拓到S的积分式,建立这两个面上位场及相对高程三者所满足的方程,它是第一类Fredholm积分方程.用Fourier逆变换式把这一空间域积分式化为波数域积分式,再由指数函数的Taylor展开进一步化为级数式.积分方程的解采用逐次逼近法迭代计算,即用S上的位场观测值作为P上位场的初始迭代值,用导出的级数式求得S上的位场计算值、由S上的位场观测值与计算值之差校正P上的位场,多次迭代,直到满足迭代终止准则.我们还给出该积分方程的波数域迭代计算方法.模型算例表明,重力异常曲化平的均方差和磁异常曲化平的均方差分别为0.0008mGal和0.0019nT,在主频为2.26GHz的笔记本电脑运行,2048×2048数据量,计算时间是975s.野外磁场实际资料处理也证实这种方法的有效性.

扭转波应用于低应变动力测桩的理论研究

给出层状土中多缺陷桩在桩顶冲击扭矩作用下桩顶扭转响应的解。考虑了桩土相互作用。应用Laplace变换和传递矩阵 ,解桩的满足初始条件和边界条件的一组偏微分方程 ,导出桩土系统的传递函数 ,得到桩顶某点扭转振动速度的频率响应函数和频率域表达式。该点扭转振动速度时程由快速Fourier逆变换计算。用这种解研究桩的扭转波特征 。

均匀土中有限长桩瞬态横向动力响应

解析地研究了桩顶受到横向冲击荷载时桩的瞬态横向动力响应。把桩身当作Bernoulli-Euler梁,桩周土当作Winkler地基。由Laplace正变换和反变换分别得到桩土系统的传递函数和单位脉冲响应。进一步得到桩顶横向振动速度的频响函数、频域和时域表达式。对桩的横向动力响应和轴向动力响应进行了对比研究;研究了桩长、桩周土剪切波速和桩顶横向激振力作用时间对桩的瞬态横向动力响应的影响;还研究了桩中弯曲波的衰减。

有限长完整桩中的扭转波

解析地研究了桩顶受到冲击扭矩作用时桩的扭转波及其特征。把桩身当作有限长均匀弹性杆,并考虑桩土相互作用,由Laplace正变换和反变换,分别得到桩土系统扭转振动的传递函数和脉冲响应。进一步得到桩顶扭转振动速度的频响函数、频域和时域表达式。对桩中扭转波和纵波进行对比研究;研究了摩檫桩、自由桩和嵌岩桩中扭转波的特征;由参数研究及推出的理论公式揭示,桩中扭转波的衰减取决于下面三个比值:桩周土剪切波速与桩身扭转波速比、桩长与桩直径比、桩周土密度与桩身密度比。

单缺陷桩反射波法动测曲线峰-峰点反演的精度研究

从理论计算、物理解释和实际资料验证3个方面,研究了由反射波法动测曲线峰-峰点反演桩身缺陷位置的精度问题。结果表明,当桩身波速准确时,峰-峰点反演精度主要由缺陷实际长度与定义的缺陷临界长度的比值决定。若该比值大于或等于1,缺陷反演位置与缺陷实际位置接近;若该比值小于1,缺陷上界面反演深度较浅,下界面反演深度较深。对这种短缺陷的缺陷反演长度变大现象,通过该缺陷上界面反射的上行拉力波与下界面反射的上行压力波的叠加来解释,并由实测资料予以证实。

划分重力区域场与局部场的多次切割法

本文给出了多次切割法的算法。

基于近景摄影测量的招弧角间隙测量技术

输电线路招弧角间隙的测量与校核是确保线路外绝缘可靠性的重要技术手段,为解决人工登塔测量存在的费力、安全风险高和作业效率等问题。本文提出一种基于近景摄影测量的招弧角间隙高效测量与校核的方法。针对特高压输电铁塔的结构特点规划高效的摄影测量航线实现图片自动快速采集;通过摄影测量软件确定图片内外方位元素,基于图片上标点方式确定招弧角的不同部件的空间位置,即可通过空间位置计算实现对特高压输电铁塔招弧角间隙选点自动测量计算。本方法作为一项新的技术手段,相对于采用激光雷达,具有成本低、可视效果好的特点,易于推广使用。

瞬态横向振动桩的Winkler参数

应用Fourier变换,推导了瞬态横向振动桩桩周土阻力在频率域中的Baranov公式,并得到瞬态横向振动桩Winkler参数k和c的表达式。该式因计算复杂不便于桩瞬态横向振动的计算,笔者应用Hankel函数渐近展开式得到k和c的简化式。对桩的瞬态横向振动的计算表明,简化式的精度满足要求,且大大提高了计算速度。

对《基于离散余弦变换的磁位谱分析及磁异常导数计算方法》一文的评论

被评论的论文(简称原文)中应用离散余弦变换(DCT法)计算磁异常导数,并与离散Fourier变换法(DFT法)计算结果进行对比,得到"DCT法明显优于DFT法"的结论.我们对原文进行了验证.原文磁异常导数波数响应计算的错误导致DFT法计算的错误,最终导致结论的错误.原文相关两篇论文中应用DCT法分别进行重力异常的导数换算和重力异常的向上延拓,也存在同样的错误.

不均匀土中多缺陷桩的轴向动力响应

建立不均匀地基中多缺陷桩的动力学模型和数学模型 ,以模拟桩在低应变动测时较为一般的情况。用Laplace变换及矩阵理论 ,解析地求得桩顶速度的传递函数 ,进一步得到桩顶速度频响函数或速度导纳、桩顶速度的频谱函数和时域表达式 ;理论导纳曲线及时域曲线与工程桩动测曲线较为一致 ;

纵向振动桩侧壁切应力频率域解及其应用

利用Fourier变换 ,得到纵向振动桩在简化条件下侧壁切应力的频率域表达式 ,应用该表达式获得桩周土的等效刚度系数k和等效阻尼系数c的计算式 ,它们是桩周土剪切波速和密度、桩半径和振动频率的函数 ,把它们用于桩瞬态纵向振动计算 ,并与工程桩反射波法动测曲线进行对比 。

完整桩瞬态纵向振动的模拟计算

提出完整桩受瞬态激振力作用下纵向振动的模型 ,并用有限差分法计算桩的瞬态纵向振动。理论计算响应与工程桩的反射波法动测结果有较好的相关性。桩身各点纵向振动时程由空间曲面网线图表示 ,用该图非常直观地研究了桩中应力波的传播过程。文章对桩基低应变动力检测具有理论和实用意义。

层状土中多缺陷桩的导纳曲线计算及初步应用

本文应用第一作者曾提出的不均匀土中多缺陷桩动力学模型和单因素分析法 ,对导纳曲线进行分析 。

完整桩瞬态纵向振动的参数影响分析

基于完整桩瞬态纵向振动模型的数值分析 ,表明土参数、桩参数和激振力参数都对桩的动力响应发生影响。对未入土的桩 ,桩顶振速曲线上反射与入射幅值比为 2 ;对土中的桩 ,若桩周土剪切模量、桩长、激振力作用时间增加 ,或桩径和桩弹性模量减小 ,都使得这个比值减小 ;当桩底土剪切模量与桩弹性模量之比小于 0 .0 1时 ,桩底反射与入射同相位 ,当这个比大于 0 .1时 。

指数型变截面桩中的纵波

解析地研究了指数型变截面桩中的纵波。桩顶受到纵向冲击力作用,桩身为有限长均匀弹性圆杆,其半径按指数变化,桩周土剪切波速也按指数变化,并考虑桩土相互作用。由Laplace变换和逆变换,分别得到纵向振动的桩土系统的传递函数和脉冲响应。进一步得到桩顶纵向振动速度的频响函数、频域和时域表达式。研究了渐缩自由桩和渐扩自由桩的桩顶纵向振动速度时域曲线特征;研究了渐变截面桩的桩顶纵向振动速度时域曲线、振幅谱曲线和导纳曲线特征;结果表明:桩身截面的渐缩和渐扩都产生桩身反射波,这种桩身反射波是缓变化的,其大小与桩身截面渐变的程度正相关;桩身截面的渐变主要影响频域曲线的几个低阶共振峰。由参数研究及推出的理论公式揭示,桩中纵波的衰减取决于桩周顶部土剪切波速与桩身纵波波速比、桩长与桩顶直径比、桩周土密度与桩身密度比。

断桩反射波法动测正演理论曲线特征的研究

介绍了反射波法正演问题的数理模型与其解析解的通用性和灵活性。据此计算 ,得到随断裂深度变化的断桩理论曲线特征 ,并给予物理解释与实例证实 ,以说明在采用曲线拟合的反演方法解释反射波法实测资料时 ,此解析解是十分适用的 ,且优于各种数值解。