A virtual lock-in amplifier,spectrum analyzer,impedance meter and semiconductor analyzer implemented on an SR7265 hardware target

Lock-in amplifiers are used to detect and measure very small alternating current(AC)signals down to the range of nVs.Accurate measurements can be made even when the small signals are buried by noise thousands of times larger.With the digital signal processing(DSP)technology involved in modern instrumentation,a lock-in amplifier is more versatile in sensing and recovering small signals.Combining the virtual instrumentation technology,we reorganize the functional blocks of a programmable lock-in amplifier and build it as a virtual spectrum analyzer,virtual impedance meter,virtual network analyzer,virtual semiconductor parameter analyzer,signal generator,etc.A 4 layer model is used to implement these virtual instruments.The same virtual instrument can also be implemented on a general purpose FPGA developing board.

对有关电能计量若干问题的思考

文中基于论证和较全面分析,就不同场景下电能计量所关注的截然不同的问题、更好利用大数据去构建电能表检验新方法、动态电能计量研究面临新挑战、关注超谐波电能计量、不宜将电能计量装置与电能表简单划等号,以及测量准确度不同于测量精度等六个问题,阐述了作者的观点和认识,旨在对开展相关研究,以及更清楚理解相关测量方法及概念等起到促进作用。

半潜式油气生产平台闪蒸气压缩机组关键参数实时监测方法

针对半潜式油气生产平台闪蒸气压缩机组关键参数测量难的问题,提出一种基于虚拟计量的关键参数实时监测方法。对闪蒸气压缩机组的工艺原理进行深入分析,建立压缩机排气量、洗涤器排液量、后冷器换热效率指数三个关键参数的机理方程组,结合实际工业需求建立相应的虚拟计量模型,在此基础上开发基于虚拟计量的关键参数在线监测系统。在实际工业数据上的应用测试结果表明,所建立的模型能够有效地描述压缩机排气量、洗涤器排液量和后冷器换热效率的变化趋势,解决了关键参数虚拟计量问题。

虚拟流量计量系统和DCS系统深度融合的一体化监控平台的研究与应用

本文聚焦于油气行业中的分布式控制系统(DCS)与虚拟流量计量系统(VFM)的融合研究,DCS系统广泛用于油田、炼油厂等自动化控制,而VFM系统则专注于流量估算与优化,两系统融合能显著提升数据精度与控制效率。针对数据集成、系统复杂性、实时性、安全性等挑战,本文构建了DCS与VFM深度融合的一体化监控平台,实现实时数据共享、协同控制与综合分析。该平台通过传感器数据共享、统一通信网络、数据存储与分析平台,以及统一操作与监控界面,有效降低了硬件成本、操作复杂度,提高了实时性、可靠性和安全性。在海外某油田的应用实践表明,该平台显著提高了生产效率,降低了运营成本,增强了系统安全性与数据利用效率,为油气行业的智能化转型提供了强有力的技术支持。

基于微电网的电力计量技术研究

微电网是一种小型电力系统,能够实现自我控制、保护及管理,并具有多种能源类型和负荷类型的多元化。传统电力计量技术应用于微电网中存在精度、实时性及安全性的不足,以及难以满足对多种能源资源计量的复杂性要求。基于微电网的智能电能表和虚拟电能计量技术解决方案具有高精度计量、实时性、多能源计量及可扩展性等优势,能够为微电网的能源调度和管理提供有力支持。文章通过南方的一个采用了先进电力计量系统的工业新城微电网项目进行研究,验证了该系统具有较高的精确度和实时性,并能够准确反映微电网的整体能源使用情况,为能源管理、优化运行及节能减排提供有力支持。

基于深度学习的电潜泵井虚拟流量计量系统研究

本文针对国内、外采油计量系统地面建设投资和维护费用高的问题,建立了以电潜泵井为研究对象的趋势分析、工况诊断预警、产液量计量等业务模型和算法,并研发形成了一套虚拟流量计量系统。该系统具备实时数据采集监控、产量计量等功能,为优化油田地面流程工艺、生产降本增效和提升精细化管理水平提供了技术支撑。

校准水流量计在线比对测试技术研究

水流量计在测试过程中通常采用一表一侧的单一性现场测试方式,存在检测效率低下、现场校验精确性不高等问题。因此,为实现其在线校验和远程监控,本文提出一种基于虚拟仪器技术的移动式水流量计在线校准系统,并进行实验验证。试验表明:该系统可将校准精度提高至96%,且稳定性提高了23%,可为后续研究奠定技术基础。

楼宇集群能量共享优化策略

为了实现虚拟电厂与楼宇集群之间的有效互动,基于主从博弈理论提出了以虚拟电厂运营商为领导者、楼宇集群为跟随者的动态定价模型。首先,由运营商作为领导者制定动态电价,引导楼宇集群用能策略,下层楼宇集群根据领导者发布的动态定价优化自身用能策略;然后,在楼宇集群侧建立了考虑分时碳计量的电-碳耦合能量共享模型,各楼宇通过能量共享提高能源的互补性;最后,采用机会约束方法分析了风光的不确定性问题,并考虑了需求响应的不确定性给系统运行带来的影响,从而提升系统应对不确定性风险的能力。通过仿真实验验证了该模型在降低系统碳排放量的同时,实现了虚拟电厂与楼宇集群的利益最优。

基于雾计算的智能电表用户虚拟环隐私保护方案

作为智能电网的基础组件,智能电表(SMS)可以定期向电力公司报告用户的详细用电量数据。但是智能电表也带来了一些安全问题,比如用户隐私泄露。该文提出了一种基于虚拟环的隐私保护方案,可以提供用电数据和用户身份的隐私,使攻击者无法知道匹配电力数据与用户身份的关系。在所提方案中,智能电表可以利用其虚拟环成员身份对其真实身份进行匿名化,并利用非对称加密和Paillier同态系统对其获得的用电量数据生成密文数据;然后智能电表将密文数据发送给其连接的雾节点,雾节点定期采集其管理的智能电表的密文数据。同时,雾节点对这些智能电表的虚拟环身份进行验证,然后将收集到的密文数据聚合并发送给控制中心;最后控制中心对聚合后的密文进行解密,得到用电量数据。实验结果表明所提方案在计算和通信成本上具有一定的优势。

基于LabVIEW的电表改装与校准虚拟仿真实验的开发

虚拟仿真实验是现代实验教学的一个重要手段,它与真实实验可以紧密结合、相互补充.基于LabVIEW开发的电表改装与校准虚拟仿真实验由替代法测电流表的内阻、改装为大量程电流表、改装电压表、改装欧姆表4个实验组成,通过人机交互界面的设计、数值仿真程序设计,使学生获得与真实实验操作一致的学习体验,依据合理评价指标形成的算法规则还对学生的实验过程进行智能化的评价.该虚拟仿真实验突破了传统实验室的时空限制,极大地提高了学生物理实验的学习兴趣,促进学生动手实践.

基于Unity3D的电流表改装虚拟实验系统

为了帮助线上物理实验课程的开展,同时进一步实现实验操作的上机考试,本文在Unity3D平台上设计开发了“电表改装”的虚拟仿真实验软件,使用软件可以进行电路连线和实际所有可控器件的调节,实现了实验过程的完全仿真,虚拟仪器在外观、操作步骤和精度上与教学使用的实验仪器一致,同时虚拟仪器配有简洁的UI界面,能够帮助学生在电脑上进行实验原理和实验过程的预习和复习.本文详述了虚拟仪器的设计方法和参数的选择依据.

虚拟现实显示设备光学特性的测量和评价方法

针对传统显示设备的亮度计适用范围有限问题,通过虚拟现实的方式来模拟人眼的成像特点进行分析,确定视场的最佳范围。通过对十字准线法、中心亮度法、中心分辨率法和全场亮度法进行分析,确定眼点的位置,通过对近眼显示器进行综合实验,讨论光学特性的相关性。实验结果表明,除全场亮度法之外的三种方法都可以将眼点位置控制在1 mm之内,但是全场亮度法通常产生的结果重复性最好。因此,可以根据虚拟现实显示设备要求的不同来选择不同的方法确定眼点。

基于Plant Simulation的智能电表生产线设计优化

为满足小批量、多品种电表的生产需求,解决原生产线布局分散、转产效率低的问题,基于调研数据提出了一种基于Plant Simulation的智能电表生产线设计优化方法。从流程、设备结构、整线布局三方面对原生产线进行设计优化,建立了新的环形智能生产线三维模型;采用Plant Simulation软件对该环形生产线进行虚拟仿真,分析了缓冲容量和工位设备配置对生产线产能的综合影响;通过“分级仿真”减少单次仿真的数据量,使仿真优化后生产线的配置方案比初始配置方案产能提升约19.9%,电表生产过程更加流畅。

虚拟流量计系统的研制及应用

深水油气田开发水下生产系统中安装水下多相流量计进行计量,不仅采购成本及安装费用高昂,而且其日常的校准及维护工作在深水条件下很难操作。针对这一问题,研制了一套可为多口气井同时进行产量计量的虚拟流量计系统。文中介绍了该系统的构成、主要功能、物理模型及计算方法,并分析了该系统计算的准确性。现场应用表明,该系统在我国南海某水下气田试运行期间计算的气相流量与流量计测量值吻合较好,相对误差大多在5%以内,可以满足一般日常生产的需求。

基于虚拟仪器的排种器性能检测技术

以Lab VIEW为开发平台,建立了精密排种器漏播虚拟仪器检测系统。通过对检测系统的标定和所测粒距样本的试验结果分析,得出了排种器的合格指数、重播指数、漏播指数、标准差及变异系数等排种指标,验证了检测系统的可靠性和准确性。

基于RBF网络的虚拟仪表人机界面评价方法

提出了基于RBF网络的虚拟仪表人机界面主观评价方法和评价指标。利用RBF网络的自组织、自学习与自适应特性对网络进行训练,使网络学习隐含在训练数据中的人机界面主观评价指标的权重规律,自适应调整主观评价指标的权重,克服了主观赋权法的随机性因素影响。建立了虚拟光柱表人机界面,开发了基于RBF网络的虚拟光柱表人机界面主观评价模型;对训练样本数为50,75和100的三组虚拟仪表网络模型进行了误差分析。分析结果表明,采用75个训练样本可以得到满意的主观评价精度。

基于虚拟仪器技术的排种器漏播检测技术

按照虚拟仪器设计的思想,以Lab VIEW作为开发平台,应用光电传感器,建立了精密排种器漏播虚拟仪器检测系统。通过对检测系统的标定、对所测粒距样本的试验结果分析,得出了排种器的合格率、重播率、漏播率、标准差及变异系数等排种指标,验证了检测系统的可靠性和准确性。设计了漏播补偿电磁阀驱动电路,当检测到的粒距大于理论粒距的1.5倍时视为漏播,此时将检测的信号反馈给数据采集卡PCI-6040E的计数器端,通过计数器产生高电平脉冲能够准确触发执行机构进行补种。

COM技术在虚拟式声级计软件设计中的应用

在虚拟仪器系统中 ,软件是核心。在虚拟仪器的软件设计过程中采用 COM技术可以降低编程的难度 ,提高软件的重用性。文章首先介绍了 COM技术 ,包括 COM组件、COM对象、COM接口以及三者之间的关系 ,并介绍了 COM的一些特性 ;详细介绍了虚拟式声级计的总体结构、软件系统构成以及组件的划分 ,并论述了把

基于DSP的液晶显控终端设计与实现

设计了车辆显控终端的整体结构,采用动态切图和波形平移的方法,利用DSP编程实现虚拟仪表和虚拟示波器的功能。装车实验结果表明,所设计的显控终端运行可靠,具有良好的人机交互性。

四表集抄通信网络虚拟化方案及组网算法研究

为了实现四表(水,电,气,热)集抄行业之间的业务数据隔离,提升本地网络的稳定性和覆盖能力,该文提出四表集抄通信网络虚拟化方案。该方案采用虚拟接入点名称(APN)技术以及软件定义网络(SDN)切片技术构成端到端隔离的业务数据采集通道;采用微功率无线和低压电力线载波构成实时可靠的本地双模虚拟网络,进一步提出基于全局链路状态和分层迭代的组网算法。仿真及现场验证结果表明,该方案降低了采集数据的丢包率和传输时延,提高业务支撑能力,保障行业之间的业务数据隔离,提升通信网络基础设施复用能力。