基于目标过零特性与能量特性的声引信检测方法

利用目标出现引起的噪声波形单位时间过零点数均值与宽带能量的变化,提出了一种信号联合检测方法,用于被动声引信的微弱信号检测,以提高信号的检测性能。实验结果表明,提出方法较单纯的过零检测方法使信号增强5-8 dB,而较宽带能量检测方法能抑制噪声4-7 dB,算法运算量较小,在水中声引信系统具有良好的应用前景。

CEM-1型电磁波随钻测量系统的研制与应用

电磁波随钻测量技术是气体、泡沫等非液相钻井的重要测量技术手段。以CEM-1型MWD系统为基础,介绍了系统的构成和工作原理,分析说明了该测量系统的井下发射机系统、非对称偶极子钻杆天线模型、地面接收系统等关键技术,重点分析了低频电磁衰减规律。将该系统在大牛地气田D66-129井进行现场应用,应用结果表明,CEM-1型电磁波随钻测量系统能在钻井液钻井中的循环、起钻和下钻过程中测量和传输数据,并且不受钻井液性质的影响,在电阻率大于4Ω.m的地层传输深度可达3 081 m,工作时间约216 h。系统整体性能能够满足实际工作需要。

基于BPSK的低压电力线载波通信系统研究

电力线通信技术是利用电力线传输数据或信号的一种通信方式。针对低压电力线通信易于受到用电设备的启停、切换和负载变化产生噪声的问题,详细分析了低压电力线的噪声源的种类、噪声的频谱特征和噪声模型,构建了一种以240 k Hz正弦信号为载波低压电力线通信系统,设计了基于Kasier窗函数的带通滤波器,分析了BPSK解调算法,并对BPSK接收性能进行了分析。仿真和实测结果表明,在信噪比为-15 d B时,设计的BPSK调制解调器的误码率约为0.3%。

基于EM算法的水下目标辐射噪声模型参数估计

对水下目标辐射噪声的混合高斯模型进行参数估计时,针对极大似然函数很难求解的问题,研究了一种使用海洋环境噪声统计信息的期望值最大算法(EM算法)。在对Bouvet和Schwartz水下目标辐射噪声信号和海洋环境噪声模型研究的基础上,修正了传统的EM统计算法,以降低计算的复杂度,提高迭代收敛速度。仿真结果和实船信号实验数据的一致性,表明基于EM算法的混合模型参数估计方法,使得参数估计复杂度降低,运算量明显减少,估计性能较好,具有很好的应用价值。

起伏背景下目标噪声线谱检测与频率估计

针对传统的水下目标辐射噪声线谱检测与频率估计方法所存在的不足,提出一种起伏背景下的水下目标辐射噪声线谱检测与线谱频率估计的方法。通过对观测数据的预处理,滤除目标辐射噪声起伏趋势项,再分别使用FFT方法和修正的Newton-Raphson迭代法来实现对目标辐射噪声线谱频率的粗略估计和精确估计。仿真结果表明,该方法计算量较少,提高了检测概率和频率估计精度,且频率估计值的均方根误差较传统的周期图方法更接近Cramer-Rao界。

基于USB6259和LabView的井场噪声采集系统设计

针对电磁波随钻测量系统易受到井场低频电磁噪声的干扰,提出以NI公司LabView软件和USB6259采集卡构建了一套井场噪声采集系统,用于随钻测量领域的井场噪声信号采集和分析。分析了井场噪声的统计特性,设计了采集井架与测量电极间的微弱电磁噪声采集系统的硬件和软件,并兼顾Matlab与LabView混合编程技术优势,对噪声信号分析与处理方法进行了研究。现场实验结果表明,该系统可便捷地完成井场电磁噪声的实时采集、信号处理与分析、显示和存储,可用于随钻测井、随钻地震和随钻测量的井场噪声数据采集、处理以及信号识别等领域。

基于WOSA法和MCOV法的目标噪声谱估计

基于加权交叠平均法(WOSA)和修正协方差法(MCOV)的谱估计方法,研究了一种联合谱估计方法.该方法克服了周期图法谱估计起伏较大以及Burg方法存在谱线分裂或伪峰的缺点,兼顾了WOSA法不产生伪峰以及MCOV法可获得高分辨率的优点,可应用于水下目标的噪声谱估计.对于大量水下实测的噪声数据的分析表明,所提出的方法对水下目标的谱分析是可行且有效的,为便于比较,文中也给出了周期图法和Burg法估计的功率谱图.

混合高斯-指数噪声中水中目标信号的最佳检测

提出一种最佳检测器结构,应用于水中非高斯噪声背景下目标信号的检测。根据海洋环境噪声及水中目标辐射噪声信号特点,建立了海洋环境噪声模型,并研究了该模型下水中目标信号的最佳检测,通过仿真噪声数据以及实测海洋环境数据验证了检测性能。结果表明:文中设计的最佳检测器的性能优于传统的能量检测器,且检测性能的改善随着非高斯性的增强而更加明显。

基于WOSA-EM算法的线谱频率估计

针对水下目标辐射噪声中多线谱成分的检测与频率估计问题,提出一种基于加权交叠平均法和EM算法的水下目标辐射噪声线谱检测与频率估计方法。首先构造目标辐射噪声的数理模型,然后根据加权交叠平均(WOSA)谱估计方法不产生伪峰的特点,判断可能存在的线谱数量和线谱频率,确定数理模型参数,然后采用EM迭代算法得到线谱频率的极大似然估计。仿真结果表明:提出方法计算量较少,使得多线谱频率估计问题的复杂度大大降低,可用于检测和识别水下目标辐射噪声中的多线谱成分,且对于幅度较大的线谱频率估计时收敛速度较快。

水中运动声源的过零检测技术分析

过零检测器可以通过预报功率谱形状的变化来发现环境噪声中新出现的运动声源,研究了过零检测器的检测性能。根据奈曼-皮尔逊(Neyman-Pearson,NP)准则得出了接收机工作特性(ROC)曲线,分析了最佳检测效果与前置滤波器频带的关系,并比较了过零检测与能量检测、功率谱线谱检测的性能。实测数据的计算机仿真表明,过零检测器不仅能耗很低,且在非高斯噪声背景中性能稳健,具有实用价值。

嵌入式操作系统μC/OS-II在飞机汇流条控制器中的应用研究

以飞机供电系统中自动控制与管理为应用背景,以TMS320LF2407A控制器为核心构建的硬件系统作为硬件平台,对实时嵌入式操作系统μC/OS-II在飞机自动配电系统中的一级配电中心汇流条控制器的应用的关键技术进行了研究,提出了一种新的汇流条控制器系统任务划分机制。同时对确定任务优先级的算法进行了分析,并给出了软件任务划分的原则、以及软件构架。μC/OS-II在飞机汇流条控制器系统中的应用为飞机电源管理系统的综合自动化提供了一种新的发展思路。

测控技术与仪器专业复杂工程问题的构建与布局

以测控技术与仪器专业认证为例,探讨具有石油石化行业特色的测控技术与仪器专业的复杂工程问题的主要特征,构建“测井工程—测井解释—钻井工程—地面工程—数据传输通道—地面测控系统”六位一体的复杂工程问题体系,并将复杂工程问题与非技术因素的各要素布局到相应的教学环节中,以课程教学为基础,以实践教学为平台,以课程竞赛和产学研合作为两翼,坚持四年培养不间断,将解决复杂工程问题的能力培养贯穿到日常的教学活动中,以期使学生达到基本具备解决复杂工程问题的知识、意识、能力和素养。

基于开关流图法的高阶DC/DC变换器建模

为满足DC/DC变换器在新能源光伏发电等领域应用的需求,研发了多种新型拓扑结构。由于其新型变换器阶数显著高于传统变换器的,导致增大了变换器建模和设计的难度,为此该文以四阶Zeta变换器为研究对象,探索基于开关流图的高阶变换器建模新方法。在开关周期内导通和截止状态开关流图的基础上,建立变换器开关流图,进而推导开关支路和变换器的小信号模型,最后采用PSIM仿真验证模型的正确性。仿真结果表明该文设计的高阶DC/DC变换器具有较高的参考价值。

剪切装置测试系统设计

为了降低钻井过程中钻具损坏、断落等钻井事故的发生,研发模拟可监测钻具螺钉受力及应变的试验平台。以销钉剪切实验装置测试平台为对象,设计测试系统。根据已有液压系统的装置特征,选用传感器、设计信号调理电路及采用高分辨率的数据采集卡,设计、编制上位机软件。调试测试系统,最终销钉剪切装置的采集精度达到设计的剪切强度,并可实现不同销钉个数、材质及直径的多种工况下的测试剪切销钉强度的试验。

基于OBE理念的工程应用类课程目标达成度评价方法

工程教育专业认证体系的核心问题是把以学生为中心、成果导向、持续改进这三大OBE理念落实到教学环节中。工程应用类课程教学主要是引导学生运用所学知识去解决相关领域中的复杂工程问题,但是对这类课程的评价一直没有足够有效的方法。该文首先按照OBE体系结构,以虚拟仪器课程为例,分析了该课程要支撑的毕业要求指标点以及课程目标,最后以某届学生虚拟仪器课程目标的达成情况为例,介绍了其评分方法及评价结果。研究结果表明,基于OBE理念的课程目标达成度评价可找出课堂教学中的问题,为持续改进提供依据,是提高教育教学质量的有效途径。

基于功率谱估计的流量测量实验教学

为实现信号处理理论知识与应用系统的紧密有效融合,设计了基于"数字信号处理""DSP原理及应用"课程的综合性实践项目——基于功率谱估计的多普勒流量测量实验。实验以多相流体为研究对象,根据超声多普勒原理,采用"数字信号处理"课程中的经典功率谱法对多普勒回波信号进行频移检测及算法仿真,最终在DSP为控制核心的硬件系统中实现算法设计、程序加载、系统调试、流量测量等。以该项目为实验平台,形成了理论与实际应用的结合、算法与硬件系统的结合,教研相长,培养学生从理论到应用的思维方法以及解决复杂工程问题的能力。

工程教育认证背景下数字传输原理与系统课程教学研究与实践

为满足石油行业转型发展过程中对应用型人才的信息传输、仪器设计所需知识能力素养要求,遵循工程教育认证“以学生为中心”的教育理念,数字传输原理与系统课程运用石油行业管理体系PDCA模型,从课程目标、教学内容、方法和评价机制规范课程建设。本课程整合线上线下混合教学优势,促进优质资源共享;探索以应用为导向,面向测井仪器的信息传输的工程案例式教学;构建以能力导向的进阶式实践教学;依托石油精神的价值塑造。形成“知识、能力、素养”三位一体课程教学路径,提升学生分析、解决复杂工程问题的能力。

基于耦合电感高增益Buck-Boost变换器小信号建模

基于耦合电感的高增益变换器在新能源发电和直流微电网中均有良好的应用前景。论文在分析基于耦合电感的高增益升降压(Buck-Boost)变换器工作原理的基础上,采用开关流图法建立变换器的模型,详细推导了变换器的稳态模型和交流小信号模型;电力仿真(PSIM)软件对变换器小信号模型的仿真结果证明论文模型的正确性。论文结果对高增益DC/DC变换器控制回路的设计具有较高的参考价值。