无线传感网络中云层雷击信号准确检测仿真分析

传统传感网络雷击信号检测方法采用能量块突变检测理论进行采集,存在有限长观测缺陷,无法准确实现雷击信号的检测。提出基于循环谱理论的无线传感网络中云层雷击信号准确检测方法,依据循环谱理论,将有限长观测数据中检测雷击信号的问题看作是二元建设检验,基于雷击信号的特征,通过判断是否存在非零循环频率对雷击信号进行检测。引入检测循环频率的渐近最优检验方法,提出一种可行的循环频率判别方案,获取无线传感网络中云层雷击信号检测方案。仿真实验结果表明,所提方法可有效抑制噪声,在低信噪比下对于雷击信号具有较好的检测性能。     

复合冲击频率配合特性模拟研究

目前,对于传统的轴向冲击破岩和扭力冲击破岩机理的研究较多,而复合冲击钻井破岩机理的研究正处于起步阶段,且现有的研究成果极少。鉴于此,利用ABAQUS动力学冲击模块计算平台建立了PDC钻头单齿-岩石相互作用的动力冲击数值模型,考虑切削齿在钻压、转速、交变冲击扭矩和交变轴向冲击力等多个载荷的共同作用下,分析了复合冲击破岩方式、轴向冲击和扭向冲击频率配合方式、钻压等几个因素对复合冲击破岩效果的影响。研究结果表明:岩石单元内部拉应力与压应力破坏区域交替分布;冲击条件相同,且在轴向冲击频率为扭向冲击频率的1/2时,岩石破碎效率最高;如果冲击频率太小,而不能及时有效地破碎钻遇岩石,即发生黏滑振动;如果冲击频率太大,载荷作用时间太短,则破岩过程中冲击能量无法及时分配,冲击力微弱,因此,复合冲击频率配合数量关系存在一个冲击频率极值。复合冲击钻井技术破岩机理的研究为新型钻井工具的进一步开发和优化改进奠定了理论基础。     

井底交变流场提速工具的研制及特性测试

现有脉冲射流发生工具存在脉冲强度沿程损耗大、提速效果不明显的问题。为此,研制了一种新型井底交变流场提速工具。该工具主要由叶轮式动力机构和盘阀式脉冲发生机构组成,通过将脉冲发生机构放入钻头内部的方法来减少脉冲强度沿程损耗。采用室内试验方法对其脉冲特性进行研究。研究结果表明:叶轮倾角的增大会提高叶轮转速;随排量的增加,叶轮转速先趋于线性增加,最终稳定在500～600 r/min,当盘阀孔数为2、3、4时,对应的脉冲频率分别稳定在20、30、40 Hz左右,当排量为23 L/s时,工具压耗最大为0. 6 MPa,压力波动幅值最大1. 6MPa,且脉动幅值随盘阀孔数减少而增大。最后对井底交变流场提速工具结构参数进行了优选,即动力机构优选叶片倾角为30°的叶轮,脉冲发生机构优选2扇形孔盘阀。研究结果可为井底交变流场提速工具及相似工具的优化设计提供依据。     

10kV充气柜专用元器件样机研制过程方案设计

中压配网主流产品仍然是10 kV SF6全绝缘断路器柜自动化成套设备,其中主要配置额定电流630 A的真空断路器。为了向用户提供性能稳定、可靠的SF6全绝缘断路器自动化成套设备,对真空断路器性能稳定性开展了大量的试验工作。针对关键零部件例如真空灭弧室、触头弹簧、凸轮、触刀片等的使用性能进行分析验证,总结出一套充气柜专用元器件的技术方案,为提供性能稳定、可靠,达到相关技术标准与用户要求的产品打下基础。     

冷金属过渡加脉冲电弧增材制造4043铝合金薄壁件的组织与拉伸性能

采用冷金属过渡加脉冲(CMT+P)电弧增材制造4043铝合金薄壁件,对比了不同工艺参数下薄壁件的成形性能,研究了成形性能良好薄壁件的组织与拉伸性能,并与CMT工艺下的进行了对比。结果表明:CMT+P工艺下,当焊接速度为8 mm·s-1和送丝速度4 m·min-1时,薄壁件的成形性能最好,且其成形效果接近CMT工艺下的; CMT+P工艺下薄壁件的单层组织由焊道上层的细晶区和焊道下层的粗晶区组成,焊道间存在穿过界面生长的粗大柱状枝晶,CMT工艺下的显微组织为分布均匀的细小柱状晶; CMT+P工艺下薄壁件的拉伸性能优于CMT工艺下的; CMT+P工艺下横向和纵向拉伸试样断裂方式均为韧性断裂,横向与纵向抗拉强度各向异性百分比仅为4%,说明薄壁件的力学性能不存在各向异性。     

一种高动态双模抗干扰接收机设计方法

针对抗干扰多阵元前端低功耗制约抗干扰能力的问题,为了减小功耗的同时提升抗干扰能力,提出一种新颖的BDII/GPS双通道4阵元抗干扰接收前端,在低噪声放大器中实现了一种三端口的双通带电路,具有小于0.1 dB的插损以及30 dB以上的隔离度。采用了一种频率流程设计方法,结合仿真选取频率从而减小了机内的组合干扰,同时简化了中频滤波器的种类;采用了无源混频与中频放大的下变频方案,提高通道线性度(IIP3)的同时降低功耗、优化通道噪声系数(NF),研究了采样钟fclk远端相位噪声折叠的效应,设计了一种窄带相位噪声滤波器,提高了中频采样的信噪比。该接收机包含一种形式简单的电源及晶振切换电路。测试结果表明,接收机同时实现了42 dB固定增益,4.37 W低功耗,超过29 dBm的OIP3线性度以及优于80 dB的抗三干扰能力。     

低觉醒脑电识别与唤醒的可穿戴系统研究

为智能化地识别警戒作业人员出现的低觉醒、注意力下降的生理状态，本文介绍了一种基于FPGA和脑电信号处理的低觉醒状态检测与唤醒系统，系统通过传感器从大脑头皮采集脑电信号，转换为数字信号，经傅里叶变换获取了脑电信号的θ相对能量、α相对能量、重心频率、谱熵等4个特征量，由4个特征量表征低觉醒状态并运用支持向量机对低警戒状态进行识别，当识别出低觉醒状态时采用声音报警模块发出声音，唤醒警戒作业人员。设计系统能够较好地识别出低觉醒状态，识别率达90.8%，可为提高警戒作业工作绩效提供一种可穿戴的智能装备。     

钻机旋冲钻孔过程中破岩效率的研究

针对岩石钻机旋冲钻孔过程中破岩效率低的问题,基于岩石力学理论和有限元理论,建立了球形钻齿与岩石的相互作用受力模型以及旋冲钻孔破岩的有限元模型。采用了非线性有限元分析软件LS-DYNA来模拟不同参数下的旋冲钻孔过程,得到了钻头破岩过程中钻齿吃入深度与时间以及破碎体积、破碎比功随转速和频率的变化曲线;分析了转速与频率对破岩效率的影响规律。研究结果表明:转速对钻齿吃入深度影响不大,岩石破碎主要发生在冲击力卸载之后,当转速在30 r/min～35 r/min,频率在20 Hz～30 Hz范围内,破岩效率相对较高,能够充分提高能量利用率;该结果可以为钻头的合理设计以及岩石钻具的钻孔工艺参数选择提供依据。