复合电场下油纸(板)绝缘击穿特性及其数学模型

为研究油纸复合绝缘在复合电场下的击穿特性,以典型油–纸绝缘结构为主要研究对象,首先通过试验方法得到了典型油–纸绝缘在复合电场下的击穿特性;又根据等效电路模型得到仿真边界条件,对变压器油和绝缘纸板中的电场分布进行了仿真分析;然后,分别对变压器油和浸油纸板的击穿特性进行了测试。根据两种介质中电场的数学表达式,得到了电场E和交流百分含量之间的关系,并将其电场分布图像与油、纸板的击穿场强进行了比对和分析,总结出油纸复合绝缘击穿电压随交流含量变化的数学表达式。据此,提出随交流含量变化两种介质中的电场强度改变和各自介电强度的差别是导致整体击穿电压呈现先升后降趋势的主要原因。

含水率对复合电场下油纸绝缘电场分布的影响

为研究含水率对换流变压器油纸绝缘电场分布的影响,以典型油纸绝缘结构为研究对象,首先根据典型油纸绝缘结构建立了其等效物理模型和电路模型,并得到了复合电场下电场分布的数学表达式。结合不同温度及含水率下变压器油和浸油纸板绝缘电阻率及相对介电常数的测量结果,通过仿真分析得出了复合电压作用下油纸绝缘中电场分布与含水率及交流含量的关系。研究结果表明,水分对复合电压作用下油纸绝缘的电场分布有着显著的影响,当水分达到平衡状态时随含水率的增加油中场强增强、浸油纸板中场强减弱;随着绝缘体系整体含水率的上升,油纸绝缘电场分布的变化呈加速趋势;水分对油纸绝缘电阻率的影响远高于其对相对介电常数的影响,从而导致水分对高直流分量复合电压下的油纸绝缘电场分布产生较大影响。

电导率传感器发展概况

电导率传感器广泛应用在工业、科研以及国防等领域,用于测量液体的电导率。介绍了电极型、电感型电导率传感器发展现状,并指出多电极体系、微结构将成为未来电导率传感器发展方向,电导率传感器将与微系统结合,实现电导率测量的自动化、精密化。

激光制导武器仿真系统设计与研制

以某激光制导武器为背景,研究了将其导引头实物接入回路的半实物仿真系统的设计与研制。分析了激光制导武器仿真的国内外研究现状,研究了半实物仿真系统设计的需求,根据所选择的激光目标仿真子系统的实现方法,给出了一个易于实现的可靠的激光制导武器半实物仿真系统的设计方案;同时,详细讨论了系统的软硬件研制,对系统的工程实施中遇到的问题和关键技术进行了阐述。目前,该系统已经成功应用于某型激光制导武器的半实物仿真。

涡轮叶片-榫头-轮盘的蠕变与低循环疲劳寿命预测

为获得小型涡扇发动机的涡轮转子结构的预期寿命,通过对涡轮叶片-榫头-轮盘结构进行一体化建模,利用经典寿命预测方法对其蠕变持久寿命与低循环寿命进行了预测。首先,分析了各部位温度分布和应力-应变分布,确定寿命关键点,利用Larson-Miller方程计算叶片的蠕变持久寿命,然后采用Manson Coffin方程计算整个结构的低循环疲劳寿命。计算结果表明,由于载荷剖面下的工作温度较低,叶片的蠕变损伤极小,而由于榫头/榫槽部位存在应力集中,其低循环疲劳预期寿命仅有102次循环。

一种基于FQFD／FLL／PLL的混合载波跟踪算法

载波跟踪技术是GPS软件接收机的关键技术之一,载波跟踪算法在很大程度上决定了GPS软件接收机的性能。基于一种典型载波跟踪环的结构,分析了当前载波跟踪环常用的四相鉴频器、锁频环、锁相环的工作原理及其性能,设计了一种基于三者的混合载波跟踪算法。仿真结果表明,所设计的载波跟踪算法在多普勒频率为一固定值、阶跃函数、斜坡函数和加速度函数时都能准确跟踪载波,证明所设计的载波跟踪算法行之有效。

基于CORDIC算法的频谱分析技术研究

讨论了数字检波的工作原理,提出了基于CORDIC算法的数字检波方案。根据该方案,使用FPGA实现了基于CORDIC算法的数字检波器。通过在VXI全数字中频实时宽带射频频谱分析仪中实验验证,基于CORDIC算法的数字检波器是可行的。它与数字下变频器结合可以得到高测量精度和动态范围,其带内一致性可达到±0.01dB,测试动态范围可扩展到100dB。如果数字下变频器和基于DSP的高精度细化FFT分析相结合,测试频率分辨率可达到0.03Hz。

基于特征的三维模型简化算法研究

细节层次模型(Level of Detail,LOD)是模型简化最有效的方法之一。针对以往细节层次模型简化算法对模型的特征与边界处理的不足,提出了一种基于特征的LOD模型简化算法,并给出了一种针对模型特征与模型边界的折叠代价函数,较好的解决了以往算法生成LOD模型时对模型重要特征与边界处理的不足,在对原始模型简化的同时,能够很好的保留模型的边界与特征。实验结果证明了算法的高效、可靠,既保持模型细节特征,又减少了模型简化误差。

总方差方法在光纤陀螺随机误差分析中的应用

总方差方法被引入到光纤陀螺随机误差特性分析当中,有效克服了传统Allan方差法在长相关时间上计算易出现"崩溃"的问题。但用它直接分析光纤陀螺随机噪声存在算法偏差,不能真实反映角度随机游走噪声、量化噪声和指数相关噪声方差值,因此在算法上对总方差提出改进,使其适用于光纤陀螺噪声分析。对模拟的各项随机噪声进行仿真计算,验证改进后总方差方法可有效辨识噪声类型和水平。对光纤陀螺实测数据方差分析表明改进的总方差方法在平均因子较大的情况下可提高估计置信度,方差值稳定性好,比Allan方差法能更精确地分析出噪声项系数。

机载双视场中波红外光学系统优化设计

为了满足机载红外搜索与跟踪系统的实际使用要求,根据变焦系统的基本理论及中波红外系统的特点,设计了320 pixel×256 pixel的中波制冷型焦平面阵列探测器的双视场中波红外光学系统。系统采用了二次成像结构,并在系统的第一像面位置安装光阑,以此减小杂散光对系统的影响。设计结果表明:系统具有100%冷光栏效率,在仅移动一片透镜的情况下可实现在800和400 mm的两档变焦,系统F数为4且恒定不变,像面保持稳定,系统场曲<0.04 mm,畸变<2.5%,在探测器的Nyquist频率16 lp/mm处光学传递函数的峰值>0.5,表明光学系统的像质满足使用要求。

隐身飞机红外辐射特性测试评估方法探讨

针对隐身飞机研制和作战使用研究的需要,对隐身飞机红外辐射特性的测试评估方法进行理论探讨。阐述了将理论分析、数值仿真和实验测试相结合的隐身飞机红外辐射测试评估理论,给出了一种兼顾实时性与精确性,能够全面反映飞机隐身性能的评估方案,即通过数值计算找出隐身技术、干扰环境、飞行状态对飞机红外辐射特征的影响规律,通过实验对影响规律进行了验证和完善,由此建立隐身飞机红外辐射特征评估软件,说明了其中应解决的关键问题。应用该测试评估方法建立了F-22隐身飞机的快速成像仿真软件,将软件生成的红外图像与实拍图像相比较,初步证明了该方法的可行性和有效性,并评估了部分隐身技术对图像特征的影响。

基于直线的几何不变性标定摄像机参数

计算机视觉通常采用针孔摄像机模型,但对于存在较大畸变的鱼眼镜头或广角镜头来说,会造成图像中同时存在透视变形和像差畸变。解决此问题的传统方法一般是采用标准网格板来标定摄像机参数,但需要较多的已知信息。为了进行精确的标定,提出了一种新的标定方法,该新方法不需要任何空间3维信息,即可用单幅普通图像来标定摄像机的像差系数及内参数,并可将畸变图像校正到相似变换。为了纠正像差畸变和计算消影点,该方法采用了直线的射影不变性,即共线点的投影仍然共线,平行直线束的投影相交于一点的性质;为了纠正透视变形,还采用了直线的相似不变性,即正交直线的夹角在相似变换中仍然保持正交的性质。用该方法标定的摄像机的参数包括像差系数、焦距、主点和纵横比,同时将图像纠正到了相似变换。用实验室图像和室外图像进行了仿真实验都得到了精确、可靠的结果。

改进的自适应EEMD方法及其应用

针对目前总体经验模式分解(EEMD)方法中两个参数依靠人工选择难以准确获取的问题,提出了一种可自适应确定二者取值的改进EEMD方法。首先通过提取信号中的高频成分来确定加入白噪声的幅值,再根据减小白噪声影响的统计规律得到总体平均次数。同时,为提高分解效率及降低白噪声影响,在EEMD过程中引入有限带宽高斯白噪声消除模态混叠,实现对信号的快速准确分解。信号仿真试验表明改进EEMD方法可以得到比EMD和原始EEMD更加高效的分解结果。最后将其应用于混合信号输入的模拟电路故障特征提取中,以输出响应EEMD分解得到的IMF能量作为特征进行不同故障的分类,仿真结果表明该方法提取的电路各状态特征可作为故障识别和诊断的依据。

一种改进的SR-CDKF算法及其在早期微小故障检测中的应用

复杂设备早期微小故障检测是故障检测与诊断领域的难题,系统状态和参数发生阶跃变化或者缓慢漂移是这类故障的主要特征.本文在正交性原理的基础上,提出一种强跟踪平方根中心差分卡尔曼滤波(Square-root center diference Kalman filter,SR-CDKF),即SSR-CDKF,并将SSR-CDKF应用于复杂设备的早期微小故障检测中.仿真结果表明,SSRCDKF能够更准确地估计系统状态和参数,更迅速地跟踪系统和参数突变情况.通过仿真计算比较滤波器在不同参数取值下的方差值,得出了选择合适参数的方法.最后利用该算法检测出了陀螺仪的早期微小故障.

抗氧剂1010对聚甲醛性能的影响

选用抗氧剂1010作为大分子自由基的捕捉剂,共聚酰胺(COPA)作为甲醛的吸收剂对聚甲醛(POM)共混体系进行紫外老化性能研究,考察不同组成的复合体系对POM力学性能和微观结构的影响。偏光显微镜(PLM)和差示扫描量热仪(DSC)分析结果表明:少量抗氧剂1010和COPA对POM起到了结晶成核作用,当抗氧剂和COPA含量均为0.5%时,POM耐紫外老化性能较佳。此时,力学性能优异。热重分析结果表明:加入抗氧剂后,POM分解温度有所提高。流变行为研究表明:POM共混体系呈现典型的非牛顿流体行为,当抗氧剂含量小于0.5%时,共混体系复数黏度均高于纯POM;紫外老化后性能亦如此。

红外成像制导仿真图像实时生成系统设计与研制

为了更加逼真地模拟红外目标及战场背景,基于图像生成及显示计算机、硅桥MOS电阻面阵控制计算机系统1、28×128 MOS电阻阵列及电源、实时通讯反射内存网络(反射内存卡及光纤)、目标及背景红外图像实时生成软件和MOS电阻面阵控制软件等6部分组成了某红外图像实时生成系统;该系统采用的高速光纤反射内存实时通讯网络、超大规模D/A控制板等使得帧刷新频率达到了200 Hz以上、长线传输不受环境电磁干扰、更易于向256×256MOS电阻阵列扩展等,同时保证了在五轴转台的恶劣环境下可靠工作。

粒子群优化BP神经网络的激光铣削质量预测模型

为了有效地控制激光铣削层质量,建立了激光铣削层质量(铣削层宽度、铣削层深度)与铣削层参数(激光功率、扫描速度和离焦量)的BP神经网络预测模型。采用粒子群算法优化了BP神经网络的权值和阈值,构建了基于粒子群神经网络的质量预测模型。所提出的PSO-BP算法解决了一般BP算法迭代速度慢,且易出现局部最优的问题,并以Al2O3陶瓷激光铣削质量预测为例,进行算法实现。仿真结果表明:提出的PSO-BP算法迭代次数大大减少,且预测误差明显减少。所构建的质量预测模型具有较高的预测精度和实用价值。

某发动机Ⅲ级涡轮叶片断裂失效分析

某发动机Ⅲ级涡轮叶片连续发生三起断裂失效,对这三个叶片的设计强度、材质进行了综合分析,并对三叶片的断口源区及源区附近的断裂细节特征进行了研究,对断口裂纹扩展区进行了定量分析,计算出了叶片的疲劳扩展寿命,并据此给出了叶片的定期检查周期。断裂的主要原因是失效位置处的锉磨缺口和振动应力,提出了采用高性能材料和提高叶片根转接R处的加工质量,及每间隔500 h对第一榫齿与伸根转接R处进行检查的预防措施。

控制问题中航空发动机飞行包线区域最优划分

结合最优化理论和线性系统理论,对控制问题中航空发动机飞行包线区域划分方法展开了研究。分析了发动机线性状态空间模型与进气道出口气流总温总压参数有关特性。在此基础上定义了飞行包线内任意两飞行点间的广义距离,提出将飞行包线区域划分与标称点设计问题转化为一个基于该广义距离的最大覆盖优化问题,即选择尽量少的标称点实现对飞行包线区域的覆盖。以涡扇发动机及其进气道为例,采用文中方法对其包线区域进行了划分计算,并对标称点与其覆盖区域内最远点处发动机线性化模型进行了比较。结果表明,该区域划分和标称点选择的优化方法的有效性。

基于资源竞争的协同式维修操作过程建模

大型复杂装备的维修过程通常需要多个维修人员的协同配合操作,使得具有独占性的维修资源在分配和使用时存在一定的竞争性。对协同式维修操作过程特点及其协同模式进行分析的基础上,基于颜色Petri网对其相关的维修对象、维修人员和维修资源等要素进行行为分析和状态变换描述。在考虑维修操作时间开支的基础上,基于资源竞争机制建立了大型复杂装备的协同式维修操作过程模型。对避免资源竞争和并发冲突的相关策略进行了分析和论述,开发了大型复杂装备通用化CMOP仿真平台,为大型复杂装备协同式虚拟维修过程建模和仿真实现提供技术支撑。