鲁棒的逆Nyquist阵列（RINA）设计方法

通过大量的数值计算和回归分析找出了矩阵的对角优势度与特征值摄动量的关系，进而提出一种鲁棒的逆Ｎｙｑｕｉｓｔ阵列（ＲＩＮＡ）设计方法，该方法既保持了ＩＮＡ方法的优点，又使控制系统具有希望的鲁棒性。并针对伪对角化方法存在的不足之处提出一种＂双环优势化＂方法。此外，也澄清了Ｄｏｙｌｅ和Ｓｔｅｉｎ关于ＩＮＡ方法缺乏鲁棒性的提法。

麦克风阵列鲁棒频率不变波束形成算法

在实际应用中,频率不变波束形成器通常受到麦克风阵列失配误差的影响,因此提高频率不变波束形成器的鲁棒性具有重要意义。针对上述问题提出了一种约束优化模型,可以在保持频率不变波束形成的同时提高阵列的鲁棒性。首先设计目标波束图,考虑到差分麦克风阵列本身具有频率不变的波束图,选用传统二阶超心型差分麦克风波束图做为目标波束图。上述模型以麦克风阵列权矢量的二范数作为目标函数来最大化鲁棒性,在无失真约束,目标波束主瓣逼近约束以及旁瓣增益精准控制约束下实现频率不变。然后在交替方向乘子法算法框架下,将优化问题分解为多个优化子问题求解,然后对每个优化子问题分别求解,通过仿真验证了在交替方向乘子法算法下上述模型的可行性与有效性,最终达到了麦克风阵列鲁棒频率不变波束响应的效果。

艰险山区阵列式三维音频大地电磁勘探方法与应用

艰险山区是铁路工程勘探领域的重难点。地球物理方法具有设备轻便、施工效率高、成果直观的特点,适合艰险山区的探测工作。大跨度硐室横向范围宽,单条物探测线难以满足勘探精度要求。为此,本文介绍了适用于艰险山区大跨度硐室勘察的阵列式三维音频大地电磁勘探方法,该方法测线布置综合考虑了隧道埋深、硐室跨度,以及测点分布均匀性和边缘效应对探测精度的影响,有效提高了外业资料质量,通过联合反演构建了详实的地下三维视电阻率数据体,可直观反映地下地质体异常空间展布情况。研究成果有效揭示了破碎富水岩体地下空间赋存形态,为隧道施工设计提供了参考。

基于冗余天线阵列和加权质心算法的光伏系统直流电弧故障定位方法

针对光伏直流电弧故障定位问题,本文通过研究故障电弧的电磁辐射特性,提出一种基于冗余天线阵列和加权质心算法的定位方法。先计算电弧燃烧时天线采集到的电磁信号的方均根值,与辐照度一起输入BP神经网络预测天线与电弧的距离;再构造冗余天线阵列研究不同天线数量和布局方式,选出接收信号最强的天线,将天线坐标和距离输入加权质心算法,获得定位结果;最后结合K均值聚类算法提高定位精度。实验结果表明,所提方法具有良好的定位能力。

井中激电地-井方式三维阵列观测方法研究

中国浅表矿、易采矿资源日趋枯竭,迫切需要在现有矿山开展深部找矿,研究适用于深部找矿的地球物理勘探新方法具有重要意义。本文探讨研究了井中激电地-井方式三维阵列观测方法,借助连续电性介质模型异常电位三维有限元数值模拟方法,对不同地电模型模拟的视电阻率和视极化率响应进行了模拟分析。研究结果表明:该方法有效拓展了观测空间,携带目标体信息丰富,可以有效从不同点位和层位提取曲线数据和切片数据,通过绘制相应图件从而分析目标异常的空间分布特征。本文模型分析结果可以作为异常推断解释的参考依据。

基于电场传感器阵列的输电线路电压非接触式测量方法

电压作为表征线路运行状态的重要参量,实现其灵活准确的测量对保证电力系统稳定运行至关重要。传统的接触式电压测量方法,因电压互感器体积较大、会产生电磁谐振和高频振荡、额外测量需断电安装等问题,对于海量化测量并不便利。相比较而言,非接触式测量不接触导线,更加安全和便捷,将成为未来电压测量的发展方向。文中提出了基于电场传感器阵列的输电线路电压非接触式测量方法,该方法为了解决导线位置信息未知的问题,设计了与导线方向垂直排列的电场传感器阵列;求解了含导线未知信息量的方程组;构建了比例系数矩阵,反推出导线电压瞬时值;分析了电场传感器对测量的影响;最后,进行了10 kV电压等级电压瞬时值仿真验证,结果显示最大测量误差为2.219%。

基于扩展频域时域反射法的在线光伏阵列故障检测信号特性研究

基于扩展频域时域反射法(Spread Spectral Time Domain Reflectometry,SSTDR)的光伏阵列故障诊断方法存在检测盲区和衰减特性,有必要研究检测信号的性质以提高故障检测性能。首先,对检测信号在光伏阵列中的传输行为进行研究,探究不同信号参数对检测范围和精度的影响;其次,根据光伏电池的动态模型和排布规律,搭建光伏阵列故障检测仿真平台,通过断路故障仿真实验对结果进行验证,结果表明,改善信号能有效增强相关峰辨识能力,使光伏组件检测数量增加4块;最后,综合考虑检测盲区和衰减特性对检测性能的影响,提出基于SSTDR的光伏阵列故障检测信号选择策略,用以确定测距范围和最优信号参数。

基于响应面法的钛合金Halbach阵列增强磁流变抛光工艺参数优化

目的提高钛合金磁流变抛光的表面质量和抛光效率。方法用Halbach磁场阵列强化磁场,通过载液盘与磁铁反向旋转来增强磁流变抛光效率,使抛光头拥有更强的恢复性与自锐性。通过仿真模拟和实际测量对比研究Halbach阵列与N-S阵列的磁场分布和磁场梯度。依照试验结果描述抛光剪切力、表面粗糙度与表面微观形貌随时间的变化规律。采用响应面法优化载液盘转速、磁铁转速和加工间距等3个工艺参数,建立剪切力和表面粗糙度的拟合方程数学预测模型,并对其中的不显著项进行优化。结果在响应面交互作用分析中,工艺参数对剪切力的影响的大小顺序为加工间距、磁铁转速、载液盘转速;对表面粗糙度影响的大小顺序为载液盘转速、磁铁转速、加工间距。根据不同的需求,确定选定范围内的工艺参数组合,需要快速去除材料时,使剪切力趋于最大值的工艺参数组合为载液盘转速227 r/min,磁铁转速64 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为34.911 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.812 N。需要最优表面质量时,使表面粗糙度值趋于最小值的工艺参数组合为载液盘转速300 r/min,磁铁转速150 r/min,加工间距0.1 mm,通过20 min抛光后得到了表面粗糙度S_(a)为26.723 nm的光滑表面。抛光过程中,钛合金抛光所受剪切力τ为0.796 N。结论Halbach阵列拥有较高的磁场强度和富有空间变化的磁感线,能够使磁流变液中的磁链呈现出更多的姿态变化。根据响应面法优化后的剪切力和表面粗糙度预测模型,预测结果与验证试验结果相差很小,预测模型的准确度与可信度较高。

基于阵列算法的焊接残余应力超声波检测方法

基于声弹性原理,超声法可测出残余应力。现有超声法应力测量均基于“单发单收”的思想,单次测量只能测出一个方向上的力,须采用多探头组合或一个探头移动多次的方式实现多向应力测量,检测效率低且不能实现应力集中精确检测等问题。测试、获得更小尺度的工作应力、残余应力是精确进行寿命评估的基础。针对寿命评估、高应力场分辨率残余应力测量的要求,文中提出了基于阵列算法的焊接残余应力超声测量方法,采取分割搜索算法对应力测量值序列和应力计算值序列进行比较,求解出最优系数序列,得到最优应力分布曲线。

反相液相色谱-二极管阵列法测定消毒产品中苯扎氯铵3种同系物的含量

目前标准方法检测苯扎氯铵时仅用了一个平均相对分子质量洁尔灭来表示两种或几种混合物,无法区别苯扎氯铵的几种同系物,为了测定苯扎氯铵同系物的含量,进行了题示研究。取消毒产品1.0000 g,用水稀释并定容至10 mL,超声提取5 min,静置,过0.45μm聚砜醚水相滤膜,滤液中苯扎氯铵3种同系物十二烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵在Agilent XDB-C_(18)色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm)上分离,以体积比70:30的乙腈-含0.1%(体积分数)三乙胺的0.5 g·L^(-1)乙酸铵缓冲溶液(pH 5.0)为流动相进行等度洗脱,采用二极管阵列检测器在262 nm处检测。结果表明,扫尾剂三乙胺的体积分数从1%降低到0.1%,避免了扫尾剂三乙胺对色谱柱的可能损害,解决了出现鬼峰的问题。苯扎氯铵3种同系物的质量浓度在10~500 mg·L^(-1)内与对应的峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)分别为1.1,1.2,1.5 mg·L^(-1)。按照标准加入法进行回收试验,回收率为98.8%~105%,测定值的相对标准偏差(n=8)均小于2.0%。方法用于实际消毒产品的分析,检出量为0.027%~44.60%,从微量到常量均有涉及。

基于跃变探索式电导增量法的光伏阵列全局最大功率点跟踪控制研究

实现光伏阵列最大功率点跟踪(Maximum power point tracking, MPPT)的传统算法已经较为成熟,但是在局部阴影出现后会发生寻优失效,难以实现全局最大功率跟踪(Global maximum power tracking, GMPPT)。为解决该问题,研究人员提出将粒子群(Particle swarm optimization, PSO)等群搜索算法应用在MPPT控制过程中,虽然能够控制工作点稳定在全局最大功率点处,但由于该算法收敛能力依赖于核心参数,在应用过程中有一定概率会导致系统振荡。针对以上问题,在电导增量法(Incremental conductance, INC)的基础上提出跃变探索式电导增量法(Jump explore incremental conductance, JEINC),相较于传统电导增量法而言,具有较强的探索能力,能够在局部阴影下实现全局最大功率点跟踪控制,同时所提算法具有较好的收敛能力,在工作点位于最大功率点附近能够快速稳定。在三种光照环境下进行Matlab仿真,从稳定时间、暂态过程能量损耗率和振荡幅值三个方面验证了所提算法相较于电导增量法和粒子群算法的优越性。

基于稀疏矢量声阵列的噪声源识别方法研究

【目的】为了提高质点振速的重建精度,保证声源识别的准确性,【方法】采用质点振速测量替代传统的声压测量,然后将矢量传感器与稀疏采样及稀疏正则化相结合,建立一个基于稀疏矢量声阵列的压缩等效源-近场声全息技术模型(CESM-v),并开展数值仿真和实验研究。通过质点振速重建、等效源源强重建、误差计算等多角度分析,将文章提出的CESM-v模型与传统的等效源-近场声全息技术(ESM)模型和现有的CESM-p模型进行对比。【结果】CESM-v模型总是优于另外两个模型,在稀疏采样条件下可获得媲美传统ESM充足采样条件下的质点振速重建效果,且比CESM-p模型具有更高更稳定的质点振速重建精度。仿真和实验结果均表明,CESM-v模型具有更好的稳定性和可靠性,在少量采样点条件下依然可获得较好的质点振速重建结果,从而保证声源识别的准确性。【结论】凭借优越的声场重构稳健性,CESM-v模型可推广至轨道交通等实际工程中,应用于噪声源识别及故障诊断。

超声水浴辅助溶胶-凝胶模板法制备ZnO纳米线阵列

采用超声水浴辅助溶胶-凝胶阳极氧化铝(AAO)模板法制备了ZnO纳米线阵列,通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDS)、X射线衍射谱(XRD)对制备的纳米线阵列的微观形貌和晶体结构进行了表征.实验结果表明:相比于负压抽滤过程,超声水浴过程可以有效促进更大浓度的溶胶(接近100%)进入AAO模板孔洞内形成致密性较好的ZnO纳米线;所制备的ZnO纳米线排列整齐、粗细均匀,直径大小约为200 nm,受控于所用AAO模板的孔径,形成阵列结构;纳米线为多晶六方纤锌矿结构,平均晶粒尺寸约为21.6 nm,小于相同条件下粉末的平均晶粒尺寸32.1 nm.该方法具有制备工艺简单、成本低、重复性好等优点,可应用于各种材料的纳米线阵列的制备.

平行摄像机阵列移位法获取视差图像的研究

平行摄像机阵列移位法是一种摄像机阵列获取三维场景的视差图像的新方法.该方法在平行摄像机阵列法的基础上,将获取的视差图像进行平移处理,获得了立体显示所需的具有正、负水平视差的视差图像,且这些视差图像没有楔形失真和垂直视差.该方法集中了会聚摄像机阵列法和平行摄像机阵列法两种常规方法各自的优点并摒弃了其缺点.实验证实,所获取的视差图像在光栅式自由立体显示器上得到了三维场景的清晰逼真再现显示效果.

一种新型光伏阵列多传感器故障检测定位方法

多传感器法用于光伏阵列故障检测中,有利于降低光伏电站成本,提高工作效率。针对大规模光伏阵列,提出了一种全局分块逐步逼近法来实现光伏组件故障检测和定位。对M×N光伏阵列模块化处理分成B×C区域,并进行编号;在对光伏阵列模块化处理的基础上,统计分析各阵列块的电压数据,求出每块平均值,并与区域内各数据进行相对误差(故障权因子)计算,通过评价电压波动来判断光伏组件是否存在故障。基于Matlab实现了全局分块逐步逼近的算法,对100×100的大矩阵进行仿真实验,仿真结果表明,故障准确率随着故障权因子的增大而减小,同时也会随着区域维度的增加而降低。

化学溶液沉积法制备单分散氧化锌纳米棒阵列

在由溶胶凝胶法制备的纳米ZnO薄膜基底上,采用化学溶液沉积法制备了单分散、高度取向的ZnO纳米棒阵列膜.通过控制纳米ZnO薄膜的制备工艺,可以调节氧化锌纳米棒的直径.利用FESEM,TEM,HRTEM,SAED和XRD表征了氧化锌纳米棒阵列的形貌和晶体结构.ZnO纳米棒的室温PL谱具有很高的紫外带边发射峰,在可见光波段无发射峰,表明该方法制备的ZnO纳米棒晶体结构完整,晶体中O空位的浓度很低.

X波段高功率微波馈源辐射总功率阵列法测量技术

分析了采用阵列法测量高功率微波(HPM)馈源辐射总功率的相关技术环节。仿真计算了某型X带HPM馈源辐射场分布,设计了积分法测量辐射总功率的参数,并对积分总功率与端口注入功率的关系以及积分方法引入的测量误差进行了计算。设计了由8路HPM辐射场功率密度测量系统组成阵列,对馈源辐射场功率密度进行测量,保证功率密度测量结果一致性和重复性。测量结果表明:多路测量系统测量波形相同,单路系统多次重复测量偏差在±0.1dB内,多路测量系统对同一点辐射场功率密度测量偏差在±0.3dB内,馈源热测E面方向图与冷测结果基本符合,积分总功率与等效辐射功率测量结果吻合较好。

时空阵列混场源电磁法理论及模拟研究

针对电磁勘探中的混场源输入条件,提出了一种时空阵列混场源电磁勘探方法.假设输入端同时包含天然电磁场源和可控人工场源,输出端进行多站同步观测;基于多输入-多输出系统的分析方法,推导了混场源条件下的时空阵列方程组.提出了系统响应的求解策略,一次性获得所有同步测道对各个场源独立激励时的响应,并分别求取了大地电磁法及可控源电磁法的各种解释参数.在此理论基础上,设计了针对性的施工方案;可控人工场源的选择形式多样,其类型、数量、激励方式及布设位置等不受限制,所有场源的激励可同时进行,无需分步;测区内各测站的布设方式灵活,可根据需要布设单分量测道或多分量测道;同时在测区外布设张量远参考站.利用数值模拟方法,论证了方法的有效性,并与常规方法进行了对比.结果表明,本方法不仅可提高人工场响应的处理精度,还具有一次野外数据采集,可同时获得天然场及人工场电磁响应结果的突出特点,进而提高采集效率,压制噪声影响;本方法集合了天然场源电磁法和人工场源电磁法的优点,为实现不同类型频率域电磁测深方法数据的统一处理提供了思路.

模板法合成Ag纳米线阵列

以多孔阳极氧化铝为模板,用乙二醇作还原剂,将Ag+在模板的纳米孔道内还原并进行限域生长,制得了Ag纳米线.用X-射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检测手段对产物进行了表征,结果表明所得Ag纳米线具有面心立方晶体结构,纳米线阵列排列整齐,长度可达10μm,单体纳米线的直径约为60 nm,与所用模板的孔径相当.

阵列相位激电法与时域激电法的对比分析

激电法一直是矿产勘查的主要手段,国内大多使用时域激电法,而相位激电法应用较少。但近年来随着仪器水平的提高,相位激电法开始应用于矿产勘查,取得了较好的应用效果。这里简要介绍了阵列相位激电法和时域激电法的技术原理和方法特点,并通过在湖北兴山白鸡河矿区的试验应用,对二种方法进行对比,讨论其相似性和差别,总结二种方法各自的优缺点。