运营地铁隧道在线动力监测及时频特征分析

为了研究地铁隧道上部土层施工扰动下隧道结构的模态特征,对上海地铁12号线某盾构隧道进行了现场振动测试,分析了列车振动荷载作用下隧道结构时频域的特征变化规律,并基于自回归滑动模型(auto regressive moving average,简称ARMA)法提取了受土层扰动前后隧道结构的模态频率变化量。结果表明:盾构隧道结构呈现明显的中低频特性,主频域范围在0~200 Hz之间,列车振源的高频成分消散较快;受土层施工扰动后,隧道侧壁振动整体幅值和数据波动减小;隧道结构模态频率呈现减小的趋势,最大频率变化量为-2.935 Hz。研究结果可为复杂条件下隧道结构的模态识别及在役性能健康监测评估提供依据和支撑。

大跨径石拱桥动力特性分析与有限元模型修正

【目的】研究云南省开远市长虹桥动力性能及得到较为准确的有限元分析模型。【方法】通过环境激励法对长虹桥进行动力特性测试,并分析该桥实测模态参数;根据实测模态参数结果,对有限元模型中的弹性模量、泊松比等参数进行修正;基于理论与实测的模态分析结果,得出长虹桥较为准确的有限元分析模型。【结果】结果表明:石拱桥的跨中、L/4、3L/4、L/8和7L/8处的振动变形较大,在运营监控和检测时,应该在这5个位置布置测点,以便进行实时监测;在环境激励下,该桥没有产生侧向弯曲振动和竖向弯曲振动强度相当的扭转振动,说明结构具有良好的抗扭刚度;各阶阻尼比均在合理范围内。利用模态参数修正后的频率相关性从55.2%降至最低0.6%,数值计算结果与试验结果基本一致,参数依然具有物理意义,修正后的有限元模型能够较为准确地反映结构低阶动力特性。相关性最大为-2.4%,最小为0.6%,满足相关性在±5%以内,可作为桥梁后续检测工作的理论模型。【结论】长虹桥动力性能良好,修正后的有限元模型贴合实际桥梁。

全相位FFT相位差频谱校正法改进

基于全相位快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的相位差频谱校正法由于未计及负频率的影响,导致低频信号参数估计精度下降。针对此问题,提出一种改进的全相位FFT相位差频谱校正法,该算法在计算传统FFT时,消除了负频率对频谱分析的影响。介绍了全相位频谱分析原理及全相位FFT相位差频谱校正算法,分析了负频率对低频信号频谱分析造成影响的原因。在计及负频率影响的情况下推导了非整周期采样条件下单频余弦信号的频率、幅值和相位的计算公式。仿真结果表明,计及负频率影响的算法提高了基于全相位FFT的相位差频谱校正法对低频余弦信号参数估计的精度,算法抗噪性能得到改善。

LTE-R与GSM-R的越区切换成功率比较

根据GSM-R和LTE-R的越区切换过程,考虑信道占用、信道质量、参数设置、单点故障和多普勒频移5个主要因素对越区切换的影响,利用随机Petri网分别建立GSM-R和LTE-R的越区切换模型,比较研究不同列车运行速度时二者的越区切换成功率,以及频谱、列车运行速度对LTE-R越区切换成功率的影响。结果表明:越区切换成功率均随列车运行速度的增加而降低,但LTE-R的越区切换成功率高于GSM-R,且受列车运行速度增加的影响较小;LTE-R采用低频段800MHz的越区切换成功率高于高频段2.6GHz时。对于高频段的2.6GHz,列车运行速度低于350km·h-1时,能够满足CTCS-3对数据传输安全性和可靠性的要求。

深部开采的岩石(体)声发射/微震特征研究

用低频(AE)/微震(MS)监测评价岩体工程的稳定性不可缺少。若监测仪器的采样频率和频响范围不合理,将导致接收的AE/MS信号不全,对岩体低频AE/MS特征认识不清。综述岩石(体)AE/MS的若干特性,提出如下试验方案:在伺服控制的高吨位岩石试验机上分别单轴压缩加渗流或不加渗流的代表性岩石,同时应用50 kHz^2 MHz采样频率可调的AE/MS仪、2 Hz^10 kHz低频宽频传感器和1~100 kHz高频宽频传感器自动采集AE/MS信号。试验确定每类代表性岩石合适的AE/MS低频和高频采样频率,利用该采样频率研究它们的低频频响范围、时序统计特征和岩石破坏的主频突变特征,借助律定的AE/MS采样频率和频响范围,监测深部开采的相应岩体静态胀裂破坏全过程的AE/MS特征,从而探索其岩体失稳的AE/MS准确预报机制。

基于假设检验的FRFT域LFM干扰抑制

针对FRFT域LFM干扰抑制门限较难准确设置的问题,分析了固定门限法与自适应门限法利用FRFT域统计量确定门限存在的缺陷。在直接序列扩频信号与信道噪声的和近似服从高斯分布的条件下,利用LFM干扰和高斯白噪声在FRFT域谱的性质,提出直接序列扩频接收机基于假设检验的LFM干扰抑制新算法。计算机仿真结果验证了算法的有效性。

桥墩模态分析的一种新方法

以既有实测资料的桥墩为原型,用三维块体单元模拟墩身,用GOODMAN无厚度单元模拟桥墩与地基土的相互作用,建立了考虑三维耦合有限元单墩模型。并利用现场测试资料,对模型进行了验证和参数优化。然后分析不同基底约束、不同单元形式和不同墩身截面形状对桥墩自振特性的影响。对几座典型桥墩进行了自振特性的仿真分析。经与实测值对比,建立的三维实体单墩模型能够比较准确地计算各种桥墩的自振频率。计算表明,圆端型桥墩与截面积相等的等效矩形桥墩的自振特性非常接近,因此,仿真计算中可用矩形桥墩代替圆端形桥墩,可以节省计算资源,简化建模工作量,而且误差较小。

板-板和球-球在CO_2气体内的放电特性

为了解CO2气体的绝缘特性,在相同的温度和湿度的条件下,对板-板电极和球-球电极在不同电极间距、不同压强下进行了工频耐压和雷电冲击试验。试验表明,体积分数99.99%的CO2气体绝缘强度随着电极间距和压强的增加而增加,符合经典气体的击穿曲线走势,证明了试验方法的正确性。在工频耐压试验中,当压强达到0.6MPa后,对CO2气体的绝缘特性有明显的改善。在雷电冲击试验中,0.5 MPa和0.6 MPa时气体的绝缘特性近似。此外,根据击穿曲线可知,均匀电场在雷电冲击试验中的极性效应不明显,而稍不均匀电场的极性效应非常明显;且负向冲击电压的击穿值远小于正向冲击电压击穿值,他们之间的击穿电压差随着间距的减小而减小。总结试验数据可推断,在110 k V设备中使用CO2气体作为绝缘气体时,其压强建议≥0.6 MPa。

基于聚类经验模态分解的地球天然脉冲电磁场时频与能量谱分析：以芦山Ms7．0地震为例

针对地球天然脉冲电磁场信号的非平稳、非线性特点,本文采用基于聚类经验模态分解(EEMD)提取信号时频特性的方法,有效获得了芦山MS7.0地震前地球天然脉冲电磁场信号的时频分布特性、瞬时能量谱、能量集中分布的频段、最大振幅对应的时频分布等特性。对比经验模态分解(EMD)的希尔伯特-黄变换(HHT)方法,EEMD有效抑制了以往EMD分解过程中所出现的模态混叠问题。文章还将EEMD和傅里叶变换、小波变换进行了对比研究。结果表明,对于非平稳的地球天然脉冲电磁场数据,采用EEMD分解的HHT方法更能反映出原始数据的多种固有特性,便于进一步了解地震前地球天然脉冲电磁场的特点。

风缆系统对管线悬索桥动力特性的影响分析

目的研究大跨度管线悬索桥的自振规律、振型特点,分析风缆系统对管线悬索桥动力特性的影响,为管线悬索桥的抗风设计提供借鉴和参考.方法基于通用空间有限元分析软件MIDAS/Civil,建立大跨度管线悬索桥仿真模型,采用控制变量法分析了风缆布置平面与水平面夹角、风缆张拉力、风缆矢跨比、风拉索布置形式、稳定索布置形式等因素对管线悬索桥动力特性的影响.结果风缆与水平面夹角对结构横弯和竖弯振型频率影响较大,布置角度θ在0~30°范围内较为适宜;随着风缆张拉力的提高,结构的横弯和竖弯刚度增大,风缆张拉力设计计算时应具有一定的安全系数,建议取为1.5~2.0;在风缆张拉力一定的情况下,当风缆矢跨比小于1/10时,对结构反对称横弯振型频率影响显著;改变风拉索及稳定索布置间距对于结构动力特性影响较小.结论风缆结构设计参数对管线悬索桥的动力特性影响较大,将风缆系统各项设计参数控制在合理范围内可以显著提高结构的抗风性能.

基于炉膛微压信号的锅炉燃烧诊断试验研究

电站锅炉燃烧诊断技术是热工自动化领域中的一项重要技术,根据炉膛微压信号对锅炉燃烧稳定性进行诊断是一种间接燃烧诊断方法。该方法具有成本低、可靠性高的特点。根据现场运行锅炉上诊断试验数据进行分析,获得一些炉膛微压信号变化与燃烧状况之间的重要结论,为进一步研究炉膛负压信号燃烧诊断提供了理论和实践基础。

伪随机三频波激电法

伪随机三频波激电法具有高精度、高效率，仪器设备轻便，抗耦、抗干扰能力强，信息量丰富等特点，本方法适合快速普查和详查及工程勘探，１发送机可配多台接收机同时工作，也可采取主剖面和旁侧剖面一道工作，便于进行频谱测量，还可利用频率接头点处的非线性效应深入研究异常源的性质。

高灵敏度宽频带阵列式仿生矢量水听器研究

针对MEMS仿生矢量水听器灵敏度和频带相互制约,不能同时满足宽频带高灵敏度测量的问题,在单个MEMS矢量水听器的基础上,设计了由四个单元构成的2×2单片集成微敏感结构阵列,实现了水听器的高灵敏度和宽频带。通过理论分析和ANSYS仿真分析,确定阵列微结构的尺寸,采用硅微机械加工工艺完成了阵列微结构的加工,最后在水声一级计量站对封装好的水听器进行了灵敏度和指向性校准测试。测试结果表明:该阵列式仿生矢量水听器未加前置放大时灵敏度达到-189 dB,频响范围20～5 000 Hz,具有良好的"8"字型指向性。

履带车辆悬挂参数变化对悬挂特性影响分析

通过确定实际履带车辆的简化条件,建立了二自由度车辆悬挂系统模型,得出了车身加速度、悬挂动行程、负重轮相对动载荷对路面输入的幅频特性,分析了悬挂刚度、阻尼系数、负重轮胶圈刚度和非悬置质量等参数变化对悬挂传递特性的影响。结果表明,在进行车辆悬挂系统设计和振动控制时,必须考虑悬挂系统参数的匹配问题和参数变化对振动控制的影响。

多次双极性振荡衰减冲击电压作用下的油纸绝缘累积效应

为研究电力变压器实际遭受的雷电冲击电压波和IEC规定的标准雷电冲击电压波（SLIW）对油浸绝缘纸累积作用,基于变电站实测的雷电侵入波形,通过试验方法产生了不同波形参数的双极性振荡衰减冲击电压,采用匝间绝缘模型模拟真实状况下油纸绝缘所承受的电场,并通过测量冲击电压幅值与冲击电压累积次数之间的关系特性和不同次数冲击电压作用前后相对介电常数等电气参数,探索了多次冲击电压作用对油纸绝缘的累积效应。研究表明：多次双极性振荡衰减冲击电压作用下油纸绝缘表现出明显的累积效应,在不同波形参数的冲击电压作用下油浸绝缘纸的U-N特性曲线均呈指数变化规律;在相同电压幅值下,油浸绝缘纸对双极性振荡衰减波的累积耐受能力比标准雷电冲击电压波更好,表明相同电压幅值下标准雷电冲击电压对绝缘的要求偏严;油浸绝缘纸的相对介电常数和介质损耗角正切值均随累积次数的增加呈明显上升趋势,表明多次双极性振荡衰减冲击电压作用对油纸绝缘性能有明显的影响。

德令哈地震台测震干扰频谱特征及背景分析

通过3个台站地脉动频谱特征的对比,发现德令哈地震台地脉动记录6.5—7.5 Hz频段存在明显的高频干扰。根据2008年1月至2010年10月以来该高频干扰的频谱演化规律,对其产生背景来源做初步分析,在一定程度上解释了德令哈地震台P波记录个数减少的原因。

基于RLS算法的高频响应电流提取策略研究

为进一步提高永磁直线同步电动机无传感器转子位置的检测精度,提出采用现代滤波技术提取永磁直线同步电动机动子绕组中的高频响应电流的自适应滤波方法。在分析基于递归最小二乘算法(RLS)的自适应滤波器原理和永磁直线同步电动机的旋转高频电压信号注入法的数学模型的基础上,利用基于RLS算法的自适应滤波器的抽头权值可以根据误差的大小进行自调整的特点,将基于RLS算法的自适应滤波器与永磁直线同步电动机旋转高频电压信号注入法相结合,以提取高频响应电流。在全速条件下进行了仿真研究,频谱分析结果表明,基于RLS算法的自适应滤波器提取的高频响应电流中杂波成分比利用巴特沃斯带通滤波器提取的高频响应电流中的杂波成分少,有利于减小杂波电流的干扰,进而提高永磁直线同步电动机转子位置的检测精度。

基于最小二乘支持向量机的含噪语音识别算法

针对目前含噪语音识别准确率的问题,提出了一种基于集总经验模态分解(EEMD)和最小二乘支持向量机(LSSVM)的语音识别算法。首先将语音信号经过EEMD分解为特征模态函数(IMF)分量,然后经过筛选IMF分量实现去噪,再从剩下的IMF分量中提取美尔倒谱系数(MFCC)作为特征参数,利用动态时间规整法规整MFCC的特征帧,最后将MFCC导入LS-SVM进行训练,从而识别各种语音信号。仿真实验结果表明,该方法能够快速有效地识别各种语音信号,与EEMD结合BP神经网络方法相比,识别准确率更高,抗干扰能力更强。

GIS隔离开关特快速瞬态过电压试验重复击穿全过程仿真模型研究

现有特快速瞬态过电压(VFTO)重复击穿仿真模型未考虑隔离开关断口击穿特性,以及弧阻模型不能充分反映电弧动态变化,需开展试验研究来获取。首先,建立252 kV GIS试验平台,进行隔离开关分合闸操作,获取断口击穿特性。对断口进行交直流联合击穿试验研究,提出重复击穿电压曲线试验方法。其次,考虑电流峰值、弧长以及气压等影响因素,结合特快速瞬态过电流(VFTC)的电弧熄弧规律,提出GIS隔离开关双指数型高频电弧电阻模型。之后,基于重复击穿电压曲线以及弧阻模型,建立252 kV GIS回路VFTO全过程仿真模型,采用自适应变步长方法交替进行工频稳态和高频暂态过程计算,实现VFTO的全过程高效仿真,通过试验波形对比验证仿真模型的准确性。最后,采用武汉交流特高压试验基地GIS试验回路进行VFTO全过程仿真,验证了所提仿真方法的适用性。

差分过孔的高频特性仿真分析

为满足差分过孔在高速PCB中低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求,提出了短柱和非功能焊盘的优化设计方法,并给出了建模仿真与理论分析。采用HFSS软件对12层PCB中差分过孔进行三维建模与仿真,并使用ADS软件对仿真结果进行了眼图分析,结果表明:钻除短柱可以有效改善差分过孔的高频传输特性,其中信号反射的能量减少了79.1%,传输的能量增加了82.1%;移除非功能焊盘可以进一步改善差分过孔的高频特性,其中反射的能量减少了14.46%,传输的能量增加了14.13%。