同步辐射装置主信号源的扩展方法研究

主信号源是同步辐射装置的关键组成部分之一,它不仅用于产生同步辐射光源各子系统所需的稳定度极高的参考信号,还用于生成整个装置的控制系统所需的高精度工作时钟。一般使用射频信号源作为主信号源,而商业射频信号源一般只配备单输出通道,远远不能满足同步辐射装置的需要,使用传统功分器对主信号通道进行扩展又存在幅度衰减、精度下降且相位不一致的问题。为解决上述问题,利用射频芯片AD9361,研究了对主信号源的单路输出进行扩展的方法。该方法可根据用户需求完成相应数量的信号通道扩展,设计了AD9361芯片和FPGA主控模块相结合的硬件架构。搭建实验平台,开展了射频信号源在C波段扩展的实验研究,对所提出的扩展方法进行实验验证。实验结果表明,该方法能保证扩展信号的幅度、频率与相位与主信号保持高度一致。

基于STM32的辨音识别系统的设计与应用

声音识别技术能够用于多种环境参数检测,本文采用STM32的DSP技术,对全向拾音器采集到环境声音进行快速傅里叶变换(FFT),获取待测声音的主频率和次频率,通过液晶屏显示采集信号的强度和主要频率分量。该设备能够有效对环境声音的主要参赛进行检测,在噪声检测和一般设备运行故障检测具有较高的适用性。

一种基于改进NLMS的多雷达主瓣干扰抑制方法

远程探测场景下弹载主瓣干扰因与目标角度间隔小,单站抗干扰方法性能下降严重。多雷达通过合理布站可有效“分辨”目标和干扰,被认为是可有效抑制主瓣干扰的途径。针对当前多雷达抗主瓣干扰方法普遍存在收敛速度慢的问题,提出一种基于改进归一化最小均方(NLMS)的多雷达对消抗主瓣干扰方法,并通过理论推导给出了其应用条件。该方法通过定义消散因子实现对步长的自适应控制从而达到快速收敛的目的,仿真结果表明该方法在收敛速度及收敛后均方误差(MSE)上具有明显优势。最后通过外场试验进一步验证该方法的性能,在满足布站条件且干噪比≥30 dB的前提下,信噪比改善可达19 dB以上,具有较高的应用价值。

基于SCADA系统和信号处理的风力发电机主轴承故障分析与诊断

基于SCADA在线监测系统,通过该系统获取到主轴承实时振动数据,用小波包、集合经验模态分解模型进行信号处理和提取故障特征,分析其时域图的冲击信号、频谱图故障特征频率、包络谱故障频率幅值和谐波信号倍数情况,可以判断出主轴承故障位置以及受损情况,实现主轴承故障预警,为风力发电场现场运维人员高效维修提供帮助,降低运维成本。

城市轨道交通主变电站信号集中控制设备升级改造

[目的]上海轨道交通7号线站内信号设备目前已进入老化周期,直接影响到该线路供电系统的稳定性与可靠性。需在保证主变电站内信号集中控制设备功能不变的前提下,对该设备进行升级改造。[方法]以上海轨道交通7号线作为研究对象,对其主变电站内信号集中控制设备的功能进行了介绍。并在原有功能不受影响的前提下,提出硬件平台一致性和软件功能一致性的改造原则。从信号集中机柜、110 kV主变电站保护测控装置,以及综保设备串口信号等方面重点介绍了设备硬件的改造;对采用的以Unix系统为基础的新工程师工作站进行了介绍。对主变电站内信号集中控制设备进行了调试与功能验证。[结果及结论]调试与功能验证结果表明,在功能上新的信号集中控制设备与既有设备兼容,消除了原有设备老化导致的信号延迟、误报警等问题,满足改造需求。

基于主线不停运的城轨支线独立运营改造方案

研究目的:针对大型铁路枢纽接入已运营轨道交通线路引起的既有线改造问题,为满足铁路枢纽与轨道交通连接线(支线)施工期间主线正常运营不受影响,对改造涉及的运营组织与接轨方案进行系统研究,并对土建、轨道、接触网、环网与动照、信号、综合监控与通信系统等的改造及影响进行深入研究,在统筹考虑实施难度、投资与工期的基础上,提出实施风险最小、技术最合理的改造方案。研究结论:(1)既有高架车站与区间改造影响范围较小且相对可控,可以实现主线正常运营情况下新建独立运营支线工程;(2)为最大程度保障主线运营不受影响,在现有技术水平条件下,应尽量避免在运营天窗期进行各类信号光电缆的割接;(3)支线独立运营方案,应尽量采取措施将新建支线与主线相连、轨道相通,以利于车辆检修与维保,并增加运营的灵活性;(4)桥梁浇筑与平移施工临近既有线,实施阶段应进一步完善工艺衔接与交叉施工统筹,增加既有线安全保障;(5)本研究结论可为类似工程提供参考。

关于一线二列位动车段(所)特殊联锁设计探讨

为应对一线二列位动车段(所)的特殊运营场景及运输需求,从联锁图表编制、分割信号机的联锁关系以及进路解锁3个方面,分析计算机联锁系统的特殊设计。通过对比各类应用方案及适用场景,给出建议方案;提出需结合站场布局及设备间接口内容,确定是否采用小进路方案编制联锁图表;在建立长接车进路时,应检查分割信号机的开放状态,建议按列车信号机标准,为分割信号机设置主副灯丝转换,并将主灯丝断丝纳入灯丝报警,同时为分割信号机增设引导功能;长进路正常解锁时应增加停稳逻辑判断并延时解锁,增加人工解锁分割信号机防护进路的功能,合理设置延时解锁时间。可为后续动车段(所)相关工程设计及产品制造提供思路及借鉴。

基于振电信号分析与二元维纳的断路器附件机械寿命预测

分闸附件作为动作触发机构,其机械性能对于万能式断路器可靠运行至关重要。针对其寿命预测,提出了一种基于二元维纳性能退化分析的寿命预测方法。该方法结合分闸附件的工作机制,采取振电联合分析模式。首先,利用CEEMDAN-WD与短时能熵比双门限法,实现分闸过程触发阶段特定动作振动事件的精准标定;然后,研究振动事件所对应的机构动作时间以及驱动能量参数作为性能退化指标;在此基础之上构建二元维纳模型,以振电联合分析指标作为预测模型的输入,最终实现剩余寿命的定量预测。通过对3台断路器的测试表明,基于振电协同分析的寿命预测方法具有更高的预测精度,3台试品平均相对误差分别为4.3%、9.77%、8.46%,兼具有工程实用性。

基于频率细化的和差对消主瓣抗干扰研究

目前,大多数雷达抗干扰都是围绕抗旁瓣干扰开展工作,且取得了一定的效果。当面对主瓣干扰,尤其是主瓣压制干扰时,由于干信比过高,回波信号完全被淹没在干扰信号中,且常规的旁瓣抗干扰策略无法起效,导致雷达无法在主瓣干扰方向检测出真实目标。抗主瓣干扰需求迫切,技术难度大,将体现未来雷达的核心竞争力。对此,文章通过分析多种主瓣抗干扰在工程实现上的可行性,提出基于和差通道对消的方法,利用和波束和差波束这两个通道来对输入干扰进行对消。通过优化处理算法,提高对消性能,实现主瓣抗干扰功能。

基于听觉显著性特征的发电机组主轴承性能评估

人类的听觉系统在处理声音信号这类非平稳、非线性信号上具备优异的识别能力及抗噪能力。依据振动与声音信号同源性的特点,提出了一种基于听觉显著性信号的数据降噪、典型特征提取和自组织映射(self-organizing feature map,SOM)网络相结合进行发电机组主轴承性能评估的方法。首先,利用Gammatone滤波器组构建人的耳蜗模型对原始振动信号进行识别,并剔除噪声信号。其次,通过模拟人耳的听觉注意机制获得显著帧和显著通道的典型特征构建特征空间。最后,将构建的特征空间分为训练样本和测试样本两部分,利用SOM网络实现发电机组主轴承的性能评估。试验结果表明,所提出的性能评估方法能够精准地识别噪声信号并构建特征空间,可有效评估发电机组主轴承的性能,为其视情维修提供依据。

高速铁路多配线车站正线列控应答器设置方案研究

某高速铁路多配线车站正线股道应答器组与出站信号机距离大于120 m,当办理了正线转线发车进路时,列车越过出站信号机后列控车载设备由完全监控模式转为部分监控模式,在上下行转线处触发常用制动。针对这一问题,首先梳理应答器设置、出站信号机设置及报文信息的相关规范,明确出站信号机、安全防护距离、站台位置、运输组织等对应答器组设置的要求;其次从车载控制逻辑和应答器报文信息等方面,研究多配线车站列控车载设备与地面设备适应性问题。结合铁路信号工程具体实施情况,提出车载设备逻辑取消120 m限制条件、[CTCS-1]报文信息中增加D_SIGNAL=0的相关区段描述、正线股道应答器组与出站信号机距离不大于120 m等建议,可为车载设备逻辑优化和信号工程设计提供参考。

Characteristics of response spectra for long-periods of main-shock recordings of the Chi-Chi earthquake

Current practice uses predictive models to extrapolate long-period response spectra based on far-field recordings in moderate and weak earthquakes. However, the spectra are not long enough and the data are often not reliable, which means that the seismic design code cannot accurately define seismic design requirements for long-period structures. The near-field recordings in the main-shock of the Chi-Chi earthquake have a large signal-to-noise ratio （SNR）, which makes them suitable for studying the long-period acceleration response spectrum up to 20 sec. The acceleration response spectra from 246 stations within 120 km of the causative fault are statistically analyzed in this paper. The influence of distance and site conditions on long-period response spectrum is discussed, and the shapes of the amplification spectra are compared with the standard spectra specified in the seismic design code of China. Finally, suggestions for future revisions to the code are proposed.

主传动电机稳定运行的研究与应用

因热轧主电机发生的轴瓦磨损事故而对压力信号进行改进,避免同类事故的发生。保持原轴瓦压力信号不变,报警方式不变,在机旁的ET200站增加压力信号至PLC的主电机转车连锁程序,使主电机的轴瓦受两路压力信号保护。通过对轴瓦压力信号的改进,可以有效避免单信号回路故障失效导致主电机重大事故的发生,保证轧线的正常生产。

超声滚挤压轴承套圈加工参数优化

为实现对超声滚挤压轴承套圈表层性能的合理控制,设计正交试验,分析试验数据,建立二阶响应回归预测模型,并检验其准确性。利用田口理论基本特性,计算超声滚挤压加工参数的变异系数,得到加工参数对综合表层性能的影响显著性;对加工参数进行主效应分析,得到加工参数对各表层性能的影响规律。通过信噪比结合熵权理论对表层性能优化分析,得到表层性能的最优加工参数组合,并进行试验验证。结果表明:检验二阶响应回归方程,误差均在6%以下,预测能力较为精确。静压力对表层性能影响程度最大,进给速度次之,转速与振幅最小。最优加工参数组合为转速350 r/min,进给速度60 mm/min,振幅10μm,静压力200 N时,对应轴承套圈表层性能最优值为表面粗糙度0.301μm,残余压应力1012 MPa,加工硬度757HV。

公路路基浅层疏松病害地质雷达正演模拟及复信号分析

针对公路路基浅层疏松病害的快速检测,建立充气和充水状态下的多孔型疏松病害模型,并进行雷达波形正演模拟,研究多孔型疏松病害地质雷达响应特征,采用剔除直达波和信号增益的方法加强地质雷达图像特征,并利用复信号技术提取疏松病害的相位、频率和振幅等瞬时属性特征.研究结果表明:对于路基疏松病害,通过分析瞬时振幅图像和单道波瞬时振幅波动,可判断出疏松病害的上界面和结构层界面信息;基于瞬时相位图像,可判断出疏松病害的尺寸、界面信息;根据瞬时频率图像和单道波瞬时频率,以判断出疏松病害下界面位置,且通过现场实例进行可靠性验证,通过复信号处理后瞬时频率剖面存在明显异常,和现场揭露的结果一致.研究成果可为道路病害的智能识别和快速判识提供理论参考.

铁路线路属性对信号系统的影响及解决方案

根据《铁路技术管理规程》(高速铁路部分)(TG/01-2014)对正线的定义、信号显示的规定以及《列控系统临时限速技术规范》(Q/CR 662-2018)对临时限速设计的规定,分析工程中因线路设计与信号设计对站内正线处理不统一,导致无法下达正线限速的原因,探讨合理的解决方案。

基于复合信号的挖掘机工作状态智能识别方法

针对液压挖掘机作业循环状态直接识别准确率较低的问题,提出了一种基于复合信号、支持向量机(SVM)的挖掘机工作状态智能识别方法。首先,对液压挖掘机循环作业各个工作阶段进行了划分,以各个工作阶段开始或结束波形作为分段标志,对循环作业数据进行了分段标志提取;然后,对各个提取的分段标志进行了数据预处理,采用支持向量机库(LIBSVM)多分类方法,基于主泵压力与先导压力复合信号,建立了液压挖掘机工作状态识别模型,设定了分类可信度阈值;最后,引入了智能校验系统,对工作状态直接识别结果进行了矫正,完成了挖掘机运行工作状态识别的目标。研究结果表明:相较于主泵压力识别方法,采用复合信号识别方法,挖掘机工作状态的直接识别准确率由54%提升至了78%,最终识别准确率在95%以上;复合信号识别方法能够用于有效识别液压挖掘机各工作阶段,对解决液压挖掘机作业循环状态直接识别准确率低的问题有明显效果。

不同围岩与掘进参数下的TBM主梁振动特性

依托新疆某水利隧洞重大工程在掘全断面岩石隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM),开展不同工况下的TBM主梁振动现场试验。通过时域和频域全面分析了TBM在不同围岩不同掘进参数下的主梁振动特性。研究结果表明:主梁振动加速度的变化能够准确反应TBM的启动、稳定掘进、停止、换步工作循环过程;主梁振动随着激励振源距离的增大呈波动性衰减,但是轴向的振动波动较小,衰减幅度为36.68%,横向次之,竖向衰减程度最大,高达81.88%;破岩推进力引起的主梁竖向振动大于轴向和横向的振动,轴向加速度有效值波动范围为-5~5 m/s^(2),横向为-3~3 m/s^(2),竖向为-10~10 m/s^(2),地质条件(岩体完整性K v、单轴抗压强度UCS等)对主梁振动有较大影响;TBM的关键掘进参数刀盘转速(n)、贯入度(P)、推进力(F)与主梁振动具有显著的相关性;主梁的振动频率一般分布在150 Hz以下,不同工况下,3个方向上可能会在某些频率点同时出现峰值,表明不同方向上存在耦合振动。现场测试揭示了不同工况下TBM主梁振动的特性与规律,为TBM的主梁结构设计、掘进参数优化以及地质条件感知识别等提供了试验数据和理论依据。

基于一维卷积循环神经网络的雷达辐射源信号识别

针对人工提取雷达辐射源信号特征不完备、时效性低等问题,提出一种基于一维卷积神经网络和双向门控循环单元的识别方法.首先,提取信号的模糊函数主脊并进行去噪处理;其次,利用一维卷积神经网络学习模糊函数主脊的内在抽象特征;然后引入双向门控循环单元对一维卷积神经网络提取到的特征进行再处理;最后,将特征映射到特征空间并通过Softmax分类器进行分类识别.实验结果表明,该方法在信噪比为0 dB时能保持99.67%的识别率,即使在-6 dB环境中识别率仍能达到90%左右,证实了该方法的有效性和在低信噪比下的稳定性.

汽轮机故障维修的实例研究

为了消除汽轮机的异常振动问题,在对汽轮机基本结构进行简单概述的基础上,分析了导致汽轮机异常振动的三方面主要原因,并归纳总结了导致异常振动的故障与振动信号频谱和参数特征之间的关系,最后通过实例验证了汽轮机的故障维修效果。