基于伪随机序列的松散煤体声学测温方法及应用

长期以来,采空区、煤堆、煤仓等空间的煤自燃火灾时有发生,受限于工作区域的复杂环境和火源探测技术瓶颈等因素,较难实现煤自燃灾害高温点的快速量化识别。而声学测温技术具有测量精度高、测温范围宽、测量空间大等特点,可实现采空区等隐蔽火源位置精准探测且极具发展前景。目前该技术在松散煤体温度测量领域尚处于基础研究和实验室研究阶段,仍需开展大量研究。基于伪随机序列的优越性能,将其引入作为声源信号,并根据声学测温原理和伪随机序列声源信号产生原理,搭建了松散煤体声波测温试验系统。系统主体部分包括声学测试系统、程序升温系统、隔音系统和煤样箱体,结合试验测试和仿真模拟方法,验证了系统的准确性。利用理论分析、Matlab仿真和试验测试相结合的方法,开展伪随机序列声源信号的失真特性研究,确定了该信号的最佳处理方法,成功将其应用于松散煤体测温中。结果表明:伪随机序列可以作为采空区、煤堆、煤仓等空间的松散煤体声学测温的声源信号,但需运用二次相关PHAT–β算法对伪随机序列声源信号发生频率区间(1000~3000 Hz)进行处理,使频带变窄,能量集中;运用伪随机序列声源信号测量声波在松散煤体中飞渡时间,发现不同距离下声波飞渡时间测量结果误差小于5%,并通过了对比验证;伪随机序列作为松散煤体的测温声源信号时,所反演温度与不同粒径的煤样温度之间的平均绝对误差为2.051℃,平均误差率5.293%,能够较为精准、可靠地反演煤温。

计及多能流运行时序性的电-气互联系统协同状态估计

电-气互联综合能源系统可灵活实现多区域能源交互,但其多能流子系统存在的信息交互壁垒、量测延迟等时序不统一因素会给系统精准监测与调度带来不利影响。针对多能流子系统不同的运行时间尺度,构建计及统一时间尺度的顺序协同估计框架,并考虑多源量测设备采样周期的延迟问题,将量测时延融合思想引入估计框架中以矫正多源量测数据的时序不同步。提出基于改进卡尔曼滤波的综合能源系统实时估计算法,通过引入基于改进交替投影的对称正定理论,避免实时估计过程中因误差传播出现非正定导致的估计失败问题。仿真结果与对比分析验证了所提协同状态估计策略能够有效实现对电-气互联综合能源系统的在线精准监控,且估计结果具备更强的数值稳定性。

直线式时栅位移传感器原理与结构

在已研制成功的圆时栅的基础上,开展了比圆分度应用范围更广的直线式时栅传感器的研究。直线式时栅基于直线电机原理建立物理模型与数学模型,作为直线式时栅的理论基础和技术依据。提出了直线式时栅的机械结构型式,同时研究了增量式时栅的信号处理电路及软件系统。研究结果表明,该模块测量精度高于现有直线式传感器的中高档水平,具有较好的工艺性且成本低于现有中低档直线式传感器。

时间序列散斑干涉技术研究及应用

当用相干激光照射在一个连续位移或变形的漫射物体表面时 ,在与参考光形成干涉的接收面上即产生一随时间变化的散斑干涉场 通过对这一干涉场的时间域进行分析 ,可实现时变位移场的定量检测 本文介绍了基本时间序列散斑干涉场的扫描相位方法和时间序列相位法的相位函数解调原理 ,探讨了它们的计量特性 。

一种高速全波形采集与高精度定位技术研究

分析了新一代脉冲激光遥感对回波的全波形参量信息的需求,然后采用高精度时间间隔测量与全波形采集相结合的构架,通过精确的触发定位与完整的波形数据存储来获得回波全波形的精确时间与幅度信息,最终实现了一种高速全波形数据采集与波形序列定位系统的设计。对脉冲时间间隔测量与全波形数据存储关键技术作了着重阐述,提出了一种双脉冲沿的时间间隔测量校正方法,并进行了误差和测试分析。结果表明,系统的波形采集与定位精度高、性能可靠且易于控制,应用在激光遥感系统中将提高后续的数据分拣与反演分析处理能力,从而提升复杂目标成像及其特征提取的精度(可达1.83 cm)。

智能调控主站应用时标量测的关键技术方案

为了促进电网调度精益化和智能化发展,新一代智能调控主站不断引入新技术来应对所面临的挑战。引入电网稳态时标量测的概念,设计了时标量测在智能调控主站的应用方案,并着重阐述了集成时间序列数据库的统一支撑平台、支持时标量测的实时监控、基于时标量测的状态估计和基于时间序列数据库的开放式综合数据平台等关键技术。成果已成功应用于苏州地级和江苏省级智能电网调度技术支持系统等试点工程,满足各级调度机构智能调控主站的实际应用需求。

家蚕滞育生物钟蛋白质EA4基因的cDNA克隆和序列分析

家蚕滞育生物钟是依赖卵内酯酶A4(EA4)的倒计时型生物钟。EA4是具时间间隔测定酶(time interval measuring enzyme,TIME)功能的蛋白质。根据家蚕EA4测定的氨基酸序列,以第3天龄雌蛹脂肪体和卵巢总RNA为模板,利用简并引物RT-PCR方法,得到308 bp的部分ea4序列,其1-144 nt和145-308 nt分别与家蚕全基因组鸟枪序列(whole genome shotgun sequence,WGS)AADK01019126.1的5595-5738 nt及WGS AADK01014467.1的8636-8473 nt有95%和98%的一致性。根据获得的ea4基因片段序列,利用生物信息学方法和家蚕基因组数据预测了ea4基因的完整cDNA序列,设计特异引物,以雌蛹脂肪体和卵巢RNA为模板,进行RT-PCR得到完整的cDNA。ea4基因的cDNA全长519 bp,其中1-48 bp为信号肽序列,49-519 bp编码的氨基酸与蛋白质纯化后测序EA4部分的一致性为98%,C末端存在3个氨基酸的差异,其中第156位为新确定氨基酸。

伪随机码超声扩频测距系统设计与算法

针对单脉冲回波方式的超声测距方法存在的缺陷,借鉴雷达中的脉冲压缩技术,介绍了基于伪随机二进制序列(m序列)的超声扩频测距实现方法.伪随机码与超声载波采用A SK(幅移键控)调制方式,介绍了伪随机码超声扩频测距硬件方案和超声测距时延估计模型.针对超声换能器带宽特性和单脉冲回波特点,分析了m序列参数设计方法.提出了一种基于FFT的伪随机码包络相关快速时延估计算法,该算法将信号解调与匹配相关融合,大大降低了运算量.实验表明,本文介绍的伪码超声扩频测距硬件方案和快速算法可在便携式超声测距系统中实现,并可在多基站超声定位系统中推广使用.

基于非线性动力学方法的时间序列处理

因神经系统复杂的生理机理 ,EEG信号分析一直是信号处理领域研究中的难点问题。本文简要介绍并分析了现有对非线性时间序列进行数值分析的手段 ,包括Lyapunov指数、分数维、测度熵以及多种复杂性测度等。在考虑传统分析手段的优缺点 ,以及原有的复杂性分析方法的基础上 ,提出了分级加权复杂性测度的定义和计算步骤。脑电数据的临床处理结果表明 ,这种方法能够较好地区分脑功能的不同状态。分级加权复杂性测度考虑了多临界点的映射 ,通过调整权数可更大限度地提取时间序列中有用的信息 ,从而提高对不同状态的区分率。

不确定无序量测系统的最优网络化状态估计

本文以线性时不变或系统参数预先确定的单传感器系统为对象,研究带有不确定随机无序量测约束下的最优网络化估计问题.基于线性时不变或参数预先确定系统的滤波器系数矩阵离线计算和线性最小方差估计的线性加权求和特性,首先介绍传统Kalman滤波的等价测量值加权求和形式.然后,以该测量值加权求和滤波器为基础,结合布尔二值开关和无序量测直接求和补偿技术,针对两种典型无序量测跟踪系统分别设计全局最优网络化Kalman滤波器.最后,四个仿真例子验证了本文算法的有效性和优越性.

高压配电网负荷转供中的开关动作时序判定策略

转供开关操作时序问题是对高压配电网负荷转供的进一步研究,对系统的可靠供电和系统安全具有切实影响。分析了各转供模式,并在开关操作原则的基础上提出了一种转供风险评估方法,由此建立了与传统旅行商问题中距离矩阵相类似的风险量度矩阵。在时序求解上,采用蚁群算法并结合求解对象的特点和要求对其进行了相应调整。采用某城市局部高压配电网负荷转供算例,求解得到了适用于不同情景的开关时序方案,通过与枚举法和经验法的对比,验证了所提方法的有效性。

基于神经网络的压缩感知观测序列建模

首先阐述了信号处理的热点———压缩感知技术的基本理论框架,并且分析了压缩感知中观测序列的相关特性,接着将BP神经网络应用于非线性时间序列建模与预测中,相应地提出了加入观测序列建模预测后的CS理论框架,基于此框架,给出了实验仿真的结果,得出结论:利用神经网络对压缩感知观测序列进行建模预测可以进一步减少观测序列的传输量,并且具有很高的预测精度。

基于GPS的互感输电线路零序分布参数带电测量研究与实现

工程不但需要互感线路的零序集总参数,还需要分布参数。输电线路零序参数带电测量的实现,不仅减少了停电次数,还适合于在线参数测量。通过利用GPS同步采样装置对线路端电气量的同步测量,可以计算得到线路的集总参数,继而可以分别对互感部分和非互感部分求取线路的分布参数。该文首先给出了输电线路分布参数模型和集总参数模型之间的转化公式;在此基础上,提出互感线路分布参数在线测量方法,并通过仿真试验对所提出的方法进行验证。

平行双回线对反时限零序电流保护的影响及改进算法

对平行双回线路内部发生接地故障时反时限零序电流保护的选择性进行了分析。研究表明,对于平行双回线路两侧的相邻线路而言,其零序电流不一定小于故障线路中的零序电流,相邻线路上的反时限零序电流保护有可能无选择性动作;对于故障线路本身,离故障点远的一端的零序电流可能大于离故障点近的一端的零序电流,离故障点远的一端保护可能先动作;对于平行双回线中的非故障支路,其保护不会先于故障支路上保护动作,其选择性可以保证。误动的可能性取决于双回线两侧系统的零序参数和故障点位置,与双回线路本身的零序参数及零序互感大小无关。同时提出一种基于广域信息的反时限零序电流保护算法,在改善保护选择性的同时,提高了保护的速动性。最后通过PSCAD仿真验证了分析的正确性。

时间序列散斑干涉技术的发展及应用

当用相干光照射一个连续变形的漫射物体表面时 ,由漫射物体表面散射所形成的物光与一参考光干涉 ,在其干涉的区域即可形成一随时间变化的散斑场 .连续采集这一时变散斑场 ,并通过时间域分析 ,即可获得被测物体表面所对应的时变位移场 .本文在作者研究的基础上 ,介绍序列散斑计量技术中所发展起来的几种计量方法 ,探讨它们的计量特性及其发展方向 ,并同时给出这些计量方法在时变场检测中的一些应用成果 .

基于动态图像的自动武器射频估计方法

提出采用高速录像,利用武器射击过程中火焰出现的频率与射击频率一致的特点,引入自适应时频分析方法估计自动武器的射频,同时建模分析了多联武器齐射的枪口火焰序列图像信号的射频特性,该方法是一种非接触射频检测方法,可以初步实现非平稳武器射频的非接触适时检测分析.通过对转管机枪的射频检测试验表明该方法是可行的.

一种时序曲线的表示和识别方法

为了进行时序曲线识别,沿着x轴方向,通过均等细分180°,对曲线进行标准编码,以反映曲线的总体变化趋势。在此基础上,进一步确定曲线的修正编码,以表示曲线与标准编码的差异程度。通过两级编码,准确表示了曲线的变化趋势。最后分别定义标准编码和修正编码的近似度函数,实现两条曲线不等长编码的近似度计算。对新疆克拉玛依陆梁地区的测井曲线进行两级编码和近似度计算实现了沉积微相的自动识别,取得很好的识别效果。

脉冲偏转放大器的设计与实现

静态偏转光点是确保光点测试的准确性和可靠性的重要方法之一。本文介绍一种高稳定性的脉冲偏转放大器,其特点是分别提供行、帧偏转线圈不同脉宽且可变幅度的驱动电流,使偏转线圈工作于脉冲静态偏转状态。测试实验表明这种脉冲偏转放大器是一种静态偏转光点的十分有效的测量设备。

船载设备动态测量数据的建模与参数估计

时间序列分析采用参数模型方式对动态数据进行分析与处理,通过对动态数据建立参数模型来获取动态数据的统计特性。对航天测量船外弹道测量数据,先采用3次B样条函数作为误差分离工具,分离出各测量元素的残差序列,然而运用时序模型选择方法、定阶准则及参数估计方法,为分离出的残差序列建立时间序列模型,确定各个残差序列的模型类型和阶数,估算出其系数,并对拟合结果作独立性检验。

数字温度传感器DS18B20的关键时序研究

时序是影响数字温度传感器DS18B20正常工作的重要因素,由于各单片机执行速度不同,测温系统出现了在晶振频率相同的情况下,同一段程序在AT89C2051单片机中运行工作正常,而在其兼容单片机STC12C2052中运行却无法得到正确的结果。因此,本文采用Keil软件里的性能分析器计算程序段的延时时间,研究了DS18B20的关键时序,结合指令代码的执行时间分析,通过对其中关键代码的修改,使程序在STC12C2052中运行时也能达到DS18B20的时序要求,正确读出温度值。此方法对于具有时序要求的可编程器件的使用具有一定的借鉴价值。