单摆永磁直驱式波浪能发电装置的性能研究

为解决海洋仪器的长期能源供应问题,基于永磁材料的电磁特性,结合易于起振的摆式俘能机制,提出了一种与小体积球形浮标相结合的永磁式波浪能发电装置。详细论述了装置的发电原理和设计方案,推导了装置在波浪激励下的运动模型。依靠AQWA与Maxwell软件进行了联合仿真并对装置进行了参数优化,最终仿真结果表明:在波浪入射角度β=0°,波浪周期T=3.5s,波浪高度H=0.6m的波况下摆锤做周期T_(p)=2s,幅值A_(p)=15°的往复振荡运动,单相绕组产生的感应电动势最大可达27.7V,最佳输出功率为2.07W,可有效满足海洋仪器的供电要求。

采煤机滚动轴承故障预测模型设计及试验

井下采煤机结构复杂、工况环境差,容易出现各类故障,且处置难度较大.针对MG620/1660-WD型电牵引采煤机滚动轴承故障诊断需求,结合EEMD振动信号预处理及降噪原理,设计了基于深度学习的故障预测模型,并实施了数据训练及模型测试.测试结果表明,预测模型的故障甄别准确率达到96.8%,故障预测具有较高的可靠性,实现了预期的研究目的.

大变幅加卸载下特厚煤层底板断层突水机理模拟研究

特厚煤层采场空间大、扰动范围广,强烈大变幅荷载易导致底板断层破裂加剧并诱发水害。数值模拟是揭示特厚煤层底板断层活化与突水机理的重要方法,准确反映大变幅加卸载下岩体破裂与裂隙水耦合特征是其合理性的关键。构建损伤变量与塑性应变、应力之间的相关关系,得到完整岩块的拉、加压卸载损伤演化方程;以平方拉剪应力与Benzeggagh-Kenane为初始、完全断裂准则,建立塑性位移与强度劣化关系,建立加卸载韧性断裂本构关系;基于实验数据建立贯通裂隙加卸载剪切本构关系。以基本方程与状态方程为基础,结合浸没边界方法,形成裂隙岩体水力学模拟理论。由此编制流体动力学-有限离散元CFD-FDEM耦合程序,模拟研究特厚煤层底板断层活化突水过程。结果表明:CFD-FDEM耦合程序可数值实现特厚煤层底板断层从(准)连续体到离散体转化,以及断层带裂隙水运移过程。底板断层采动破坏包络线呈W形,最深位于断层及其上盘(48.6m),最浅位于断层下盘(23m)。特厚煤层采场底板断层及其上盘受到较大超前集中应力,而后在采空区内大幅卸载,导致该位置出现显著二次破坏,并形成主要导水通道。研究成果为特厚煤层工作面底板断层水害防治提供理论支撑。

基于IWOA-ELM的风功率特征参量预测方法

在风力储能微电网中,提前精确地对风电场的实际输出功率进行预测,能够有效提高并网调节的稳定性。针对现有模型对风功率特征参量预测精度不高,提出一种基于IWOAELM(improved whale optimization algorithm of extreme learning machine,IWOA-ELM)的风功率特征参量预测方法。通过改进鲸鱼算法优化极限学习机的参数,建立基于时间序列的IWOAELM风功率特征参量预测模型,预测未来时刻风功率的特征参量;采用均方根误差、平均绝对误差等指标综合评估模型的预测性能。试验结果表明,提出的预测方法在风速上的均方根误差和平均绝对误差为5.488、3.72%,在风向上的均方根误差和平均绝对误差为19.354、12.46%。预测精度明显高于WOA-ELM、PSO-ELM、BP、ELM等风功率预测模型。

基于激光点云的中厚板表面平整度测量

在冶金行业中,中厚板是主要产品之一,其平整度是评估钢板质量的重要指标。压力矫平现场还依赖于人工测量,无法准确地表征板材平整度。为了提高检测的准确度及高效性,提出了一种基于机器视觉的平整度测量方法。基于高精度的三维视觉扫描技术,结合高斯拟合算法,利用高斯系数构建特征值,建立高斯特征值与实际板材弯曲高度的映射关系,构建基准平面,计算点云坐标值与基准平面的距离,结合RGB颜色模型绘制板形云图,在此基础上给出压力矫平添加垫板的位置。实验表明,所提出的方法计算误差不大于0.3 mm,可以实现对中心凸起或边缘翘曲钢板的测量,同时板形云图反映了板形分布状况及垫板位置。该度量方法可以准确测量中厚板的弯曲量,可以为压力矫平提供数据支持。

哈特曼-夏克波前传感器高精度球面波标定方法研究

为解决哈特曼-夏克波前传感器传统标定方法存在的测量精度低、稳定性不足等问题,提出了一种基于球面波的哈特曼-夏克波前传感器高精度绝对标定方法。通过理论推导获取了球面波的高精度标定方法,结合搭建的球面波标定实验装置,对子孔径数为128×128的哈特曼-夏克波前传感器完成高精度标定。该方法计算得到了哈特曼-夏克波前传感器结构参数f,w以及L_(0)的精确值。对标定后的哈特曼-夏克波前传感器的测量精度进行测试,实验结果表明,经本文方法标定后的哈特曼-夏克波前传感器的波前复原精度达到了PV=1.376×10^(-2)λ,RMS=4×10^(-3)λ(λ=625 nm),重复性精度为PV=3.2×10^(-3)λ,RMS=9.76×10^(-4)λ(λ=625 nm)。该方法可以为大口径的SHWFS完成高精度标定,提升测量精度。

基于Curvelet变换的高频细节图像去噪算法

针对细节图像去噪时容易出现图像边缘特征不明显、细节模糊等问题,提出一种基于Curvelet变换的高频细节图像去噪算法。结合小波变换和脊波变换的优点,将图像通过Curvelet分解处理,得到图像每个尺度下多个方向的子带系数;对各尺度上的高频子带系数进行Curvelet系数加权,增强含噪图像细节部分,通过修正贝塞尔函数建立收缩函数,完成图像去燥。通过实验表明,上述方法能够有效地去除噪声,最后获得图像的视觉呈现效果较好、PSNR值较高,能够较完整的保留图像的边缘特征。

广播电台数字音频资料库的自动标注及检索技术研究

随着广播事业的发展,电台拥有音频数据量急剧增长,电台在节目内容管理自动化及有效检索方面的需求日益增加。在分析广播电台数字音频资料库建设及在内容管理方面问题的基础上,重点介绍音频资料元数据项自动标注及检索涉及的几项关键技术,期望将来能直接应用到广播节目的内容管理上,提高工作效率。

智能化消防人员监控的系统设计

设计并开发了一种用于实时监测消防员空气呼吸器剩余氧气量、高度、姿态等信息的系统.利用485通信实现主控板、头部报警板与信息采集板的下位机硬件通信,通过GPRS将数据发到指挥中心,给出下位机的软硬件设计和监控指挥中心软件的实现方案.对实施过程中的关键技术,如基于三轴加速度计的运动监测和基于气压计的高度检测等,进行了说明.通过上位机软件对现场环境和消防员的实时信息进行监控.

马尔堡病毒研究进展

马尔堡病毒自发现以来已经在世界各地流行了多次,给人们带来了灾难性的后果,引起了科研人员的广泛关注。笔者从马尔堡病毒的发现过程、结构特点、传播途径、流行因素、预防措施等方面加以概述。

基于倾斜摄影测量的火电厂3D模型构建策略研究

随着国家能源结构的调整和环保标准的提升,火电厂面临数字化转型的压力。然而,现有的传统3D建模在真实性和实用性方面存在不足,无法满足建立智慧电厂的数字孪生需要。文章提出并实施一种新型的火电厂三维模型构建策略,首先利用无人机倾斜摄影技术对火电厂进行全面的空中2D图像采集,然后进行空中3D建模,最后,对其中的模型细节缺失、区域不完整以及复杂模型变形等问题进行调整。结果表明,该方法具有建模成本低及成模质量高等优势,并能对关键设施进行精细化单体建模,可为火电厂建立数字孪生,进行数字化转型提供有力支持。

一种光谱信号检测技术的应用研究

简单介绍光谱检测使用方法和原理,并指出光谱检测技术的发展新趋势。红外分光光度计是测定物质吸收红外光谱的仪器,探讨了其工作原理及主要结构。

基于RRPNN-CEEMD-BiLSTM的短期电力负荷预测

随着低碳经济的不断发展,准确的电力负荷预测对于能源管理至关重要。为了提高电力负荷短期预测的准确度,提出基于改进的岭多项式神经网络(RRPNN)、互补集合经验模态分解(CEEMD)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)的短期电力负荷预测。首先通过自回归输入调整RRPNN的输出精度,实现快速处理非线性负荷数据并实现初始预测。然后,通过CEEMD和BiLSTM方法,减少模态混叠和模态间的相互影响,从而获得准确的模态分量预测结果。最后,以某地区实际电网负荷为例,进行仿真验证。通过验证可知,与RRPNN-BiLSTM、CEEMD-BiLSTM、RRPNN-PSO-BiLSTM等其它模型相比,RRPNN-CEEMD-BiLSTM模型能够有效实现短期电力负荷的精确预测,具备较高的负荷预测精度。

改进的Brenner图像清晰度评价算法

图像清晰度评价是基于数字图像的被动式自动调焦技术的基本问题之一.传统Brenner图像清晰度评价算法具有运算速度快特点,但是其评价准确性取决于阈值选取,且其灵敏度较低.针对上述问题,本文提出了一种改进算法.改进算法采用高通和带通两个滤波器对图像进行计算,克服阈值对传统Brenner算法评价结果的影响.为了衡量改进算法的性能,将其与传统的Brenner算法比较,并对评价算法的单峰性、无偏性、灵敏度、计算量等主要衡量标准逐一分析.实验结果表明:与传统的Brenner评价算法相比,改进算法在满足评价算法单峰性和无偏性前提下,提高了灵敏度,降低了计算次数.

微型光谱仪的CCD数据采集系统设计(英文)

微型光谱仪是近年来光谱仪发展的主要方向。针对微型光谱仪数据采集系统的设计需求,应用TCD1304DG线阵CCD完成了以FPGA(EP4CE15)为控制核心的高分辨率数据采集系统设计,系统使用了集成Programmable Gain Amplifier(PGA)、16位模数转换功能的Analog Front End(AFE)芯片,开发了USB2.0高速数据传输电路并完成了光谱采集上位机软件的设计,实现了对光谱数据的实时处理。小型集成的电路设计方案满足了光谱仪对小型化、便携使用的特点和要求。

基于灰色关联分析法的我国海洋战略性新兴产业选择研究

海洋经济作为一个复杂系统,海洋产业之间存在关联。为准确评价和科学选择海洋战略性新兴产业,根据赫希曼的产业关联度标准,利用灰色系统理论,采用灰色关联分析法,首先分析海洋三次产业与海洋经济之间的关联,得出海洋第二产业和海洋第三产业与海洋经济的关联度较大。其次,分析海洋第二产业和海洋第三产业的亚产业与海洋经济的关联度,找出具体产业与海洋经济的关联度。最后,根据具体海洋产业的关联度大小,同时综合考虑海洋战略性新兴产业的基本特征,科学选择出滨海旅游业、海洋生物医药业和海水利用业等八大海洋产业作为我国海洋战略性新兴产业。

基于H.263的视频编码、解码的研究及软件实现

对基于H.263的视频编码、解码的原理进行了分析,在H.263视频压缩数据的码流结构的基础上,应用C++作为开发工具,将视频编码、解码的复杂过程封装为动态链接库,为用户提供良好的二次开发接口,并且对开发的动态链接库进行了测试,实现视频的连续动态采集、压缩处理、传输。该研究已成功地应用于基于电话网的远程视频监控系统。

基于模糊神经网络的深井底板突水判别研究

通过分析深井底板突水因素的影响作用,建立各影响因素的层次分析结构模型,运用层次分析法计算各影响因素的权重并进行排序,进而选出深井底板突水的主控因素。在该基础上,建立隶属度和隶属函数实现各因素的归一,构建基于模糊神经网络的深井底板突水判别模型,选择合适的网络结构参数以改善神经网络的缺点,并选取样本训练网络,以现场实例为验证样本,以突水等级作为输出结果,该判别表明基本符合工程实践。

空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪

为了实现平面二自由度位移测量,设计并搭建了空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪,并对所设计的光栅干涉仪的光学结构、测量原理、面内旋转安装误差补偿等进行了研究。基于平面光栅衍射特性和空间分离式外差光栅干涉结构设计并搭建了具有对称性的测头光路,结合实际光学器件的特点,利用琼斯矩阵分析了二自由度测量原理与显著降低周期非线性误差的特性。通过实验测定了光栅面内旋转安装误差以便于应用旋转矩阵对测量数据进行解耦。随后利用矩形和圆形轨迹分别验证了两测量轴在各自和同时运动的情况下,所设计的平面光栅干涉仪的测量能力。实验结果表明,在解耦补偿0.350°的光栅实际面内旋转安装误差的前提下,该空间分离式外差二自由度平面光栅干涉仪能够实现压电位移台30μm内的位移测量,主要由机械振动等因素引起的误差不超过0.15μm。本研究将空间分离式外差光栅干涉仪的测量维度拓展到了平面二自由度。

红外镜头跌落冲击仿真及缓冲包装方法选择研究

基于显式动力分析理论,对某款红外镜头及其包装件进行跌落仿真分析,提取镜头整体,大、小镜片在每个时刻的最大应力,在MATLAB中生成曲线,得出在初始时刻,大镜片上的应力大于小镜片上的,而在结束阶段,情况相反,从而引发了设计者对镜片安装处镜筒的壁厚设计的思考;以硬质PU泡沫作为此类红外镜头的缓冲包装,在保护产品抵抗冲击方面,采用局部缓冲优于全面缓冲。并将局部缓冲下大、小镜片中心点Z向加速度峰值与裸机的作比较,发现该缓冲方法对峰值的削弱效果非常明显。最后将局部缓冲包装件放入瓦楞纸箱进行跌落试验,且能通过。这种基于仿真的设计方法为红外产品结构设计及缓冲包装方法的选择提供了一种有效的研究手段。