Gas Hold‐Up in Stirred Tank Reactors in the Presence of Inorganic Electrolytes

Gas hold‐up (?_G) in air‐aqueous electrolyte solutions in stirred tank reactors (STR) is correlated using a relative gas dispersion parameter, N/N_cd and a surface tension factor (STF), (c/z)(dδ/dc)². For electrolyte concentration below transition concentration (c_t) a single correlation in the form of ?_G = f(N/N_cd, vvm, STF) shows good agreement with gas hold‐up data over a wide range of system and operating conditions. Above ct no effect of STF on gas hold‐up is observed and the correlation obtained is of the form ?_G = f(N/N_cd, vvm). Data available in the literature on large STR show good fit with the proposed correlation.     

改进的CKF算法及其在BDS/INS中的应用

针对标准容积卡尔曼滤波(CKF)在组合导航系统模型不确定情况下滤波精度下降甚至发散的问题,将奇异值分解(SVD)与CKF算法相结合,并引入强跟踪滤波(STF)理论,提出一种改进的强跟踪SVD-CKF算法.为提高数值计算的稳定性,采用SVD代替标准CKF中的Cholesky分解;引入STF理论框架,通过渐消因子对预测误差协方差阵进行在线修正,在系统模型不确定或系统发生大的突变时,能够提高系统的强鲁棒性.通过仿真结果验证了改进算法的有效性.     

基于强跟踪滤波器的永磁同步电动机状态观测

针对永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)研究其在外界作用发生突变情况下的状态观测问题。首先基于理想状态下PMSM的数学模型,采用强跟踪滤波器(the strong tracking filter,STF)算法估计电动机的转速、转角、磁链和转矩,并通过仿真比较STF算法与扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)算法的估计性能,结果表明STF与EKF相比对突加给定起动以及突加扰动等因素引起的状态快速变化能够实现更快速、更准确的跟踪。最后在考虑电动机的铁耗情况下分别通过这两种方法进行状态观测,所得结果与上述结论相符,进一步表明将STF应用于实际电动机进行状态观测的可行性和优越性。     

参数估计法在运载火箭动力系统故障诊断中的应用

文中研究了参数估计的方法在运载火箭动力系统突发故障诊断中的应用。通过建立运载火箭的数学模型,成功应用基于强跟踪滤波器的状态和参数联合估计方法,实现了对运载火箭推力参数的正确估计。     

加权STF在频率选择性信道中的性能分析

空时频编码是一种有效的编码方案,在频率选择性衰落信道中,空时频编码应用在多输入多输出正交频分复用系统中可以获得最大分集增益和编码增益。文中提出了一种新型加权空时频编码方案,该方案首先对符号进行酉星座旋转预编码,然后进行空时分组编码,根据从接收端获得的信道状态信息计算加权因子,对码字进行加权。并对采用不同加权方案的系统性能进行了仿真分析。     

System level design and analysis of a fourth‐order continuous‐time delta‐sigma modulator using relaxed gain‐band‐width amplifiers

In this paper, based on mathematical approaches and behavioral modeling of internal blocks, an algorithm of designing a continuous‐time delta‐sigma modulator (CT ΔΣM) with aggressive noise shaping is discussed. Using proposed methods, the coefficients of modulator can be calculated directly while the finite gain‐band‐width of amplifiers and rise/fall time of digital‐to‐analog convertors (DACs) in feedback path are included in the transfer function of CT loop filter. To decrease the number of amplifiers, a unique resonator is proposed. Also, an extra feedback DAC is introduced to further reduction of gain‐band‐width requirement of last amplifier. To verify the effectiveness of proposed methods, a fourth‐order, single loop, CT ΔΣM that benefits proportional‐integrator element for compensation of excess‐loop‐delay is realized in system and behavioral circuit levels. It has a 4‐bit quantizer, over‐sampling‐ratio of 10, and out‐of‐band‐gain of 12 dB. The peaking in signal‐transfer‐function is alleviated using a feed‐forward capacitor along with proper choosing of rest coefficients. The designed modulator has 78‐dB signal‐to‐noise‐ratio; even the non‐ideal behaviors of amplifiers and DACs are involved in simulations. Independent to sampling frequency, the proposed methods can be applied to other topologies of CT ΔΣMs. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

UKF强跟踪滤波在组合导航故障诊断中的应用

针对组合导航系统故障诊断,在强跟踪滤波理论的基础上,对无迹卡尔曼(UKF)强跟踪滤波法进行了研究.UKF强跟踪滤波法兼具UKF和强跟踪滤波器的优点:较强的处理非线性问题的能力和强跟踪能力.最后,将该方法应用于组合导航系统故障诊断,设置不同的故障模式,与强跟踪滤波法进行了对比仿真研究.从仿真结果可看出,两种方法对硬故障的灵敏度接近,UKF强跟踪滤波法对软故障的灵敏度明显高于强跟踪滤波方法.由此证明UKF强跟踪滤波器对于突变状态具有强跟踪能力,对于缓变故障具有优于其他方法(强跟踪滤波)的敏感能力,提高了组合导航系统的精度、可靠性和安全性,可应用于工程实际.     

计算小尺度封闭空间内低频声传递函数的自适应有限元方法研究

如何求解声传递函数成为实现小尺度封闭空间可听化的关键技术。基于Helmholtz方程的有限元法能真实反映出声场内的波动现象，成为求解该问题的有效方法。基于SPR法对求解声传递函数的有限元法进行误差估计；在此基础上结合Helmholtz方程求解的误差理论，提出了求解该问题的自适应有限元法，使用该方法能预测出在各求解频率段内有限元网格的划分情况，从而能满足预先给定的误差要求；使用该方法求解了一个矩形封闭空间内的声传递函数。结果表明提出的方法是有效可行的。     

重型燃气轮机状态能观度分析及其在故障诊断中的应用

不同能观度的测量模型对重型燃气轮机故障诊断精度影响很大,对测量模型的优劣进行定量评价有重要意义。针对现有系统状态能观度分析存在的不足,提出一种新的基于能观矩阵奇异值分解的状态能观度分析方法,该方法在系统状态处于不同数量级时也可以准确计算系统各个状态的能观度。利用提出的能观度分析方法,计算得到了重型燃气轮机在设计工况下各状态的能观度和各测量对各状态能观度的敏感度排序。利用强跟踪滤波器对两种能观度测量模型下重型燃气轮机压气机故障诊断进行仿真,结果验证了文中方法的正确性,该方法可以用于测量模型优劣的定量评价。     

改进型CKF算法及其在GNSS/INS中的应用

针对容积卡尔曼滤波算法(CKF)在高阶非线性系统应用中,局部容积点采样不准确及系统状态突变导致滤波精度降低甚至发散的问题,提出一种改进型CKF(TSCKF)算法.采用新的容积点采样规则提高非线性函数映射准确性,进而提高滤波精度;引入强跟踪滤波(STF)的渐消因子,提升算法在状态突变时的鲁棒性.将此算法应用于GNSS/INS(Global Navigation Satellite System/Inertial Navigation System)紧组合导航系统中,仿真结果表明,该算法能够显著提高导航精度,鲁棒性强,在状态突变情况下依然可以满足导航精度要求.