基于分支定界法的相控阵雷达事件调度算法

为解决相控阵雷达事件调度问题中调度成功率、时间偏移率与算法时效性三者之间的矛盾，本文提出一种基于分支定界法的调度算法；该算法首先在现有调度结果上调取所有可执行事件，即获得若干"节点"，多步递推后由多"层"节点形成若干条备选"分支"，扩大解空间范围，提高算法性能；然后通过"删减"操作删减掉收益较低分支，将解空间控制在一适当范围内，减小搜索盲目性，降低算法计算量.仿真实验表明，与基于综合优先级算法的调度结果相比，利用本文算法调度时调度成功率提升了52%；与基于时间指针算法的调度结果相比，本身算法时间偏移率降低了61%；与基于遗传算法的调度结果相比，本文算法调度耗时仅为前者1~2%.     

基于改进飞蛾扑火优化算法的MIMO雷达相位编码信号集设计

提出一种MIMO雷达相位编码信号集设计方法，该方法对飞蛾扑火优化算法进行改进，利用改进的飞蛾扑火算法优化相位编码信号集，提高其正交性.在改进方法中，增加对火焰的更新过程，使火焰不仅能够保存最优飞蛾位置还具有搜索最优解的功能.优化过程以自相关函数旁瓣峰值和、互相关函数峰值和，以及自相关函数旁瓣能量、互相关函数能量作为算法适应度函数.仿真实验结果表明，改进方法明显提高了飞蛾扑火优化算法的收敛速度和收敛精度，且优化得到的信号集具有较低的自相关旁瓣值和互相关值.     

激光立体成形TC4钛合金的热力场演化

激光立体成形能够实现高性能复杂零件的精确成形，但成形过程中的高温度梯度极易导致残余应力和变形，最终影响构件的几何精度和力学性能。通过搭建基板单边夹持原位热变形测量系统，探究了多道多层TC4钛合金成形件在激光立体成形过程中基板温度、变形的演化规律，分析了不同扫描策略对构件热应力场的影响。研究结果表明，构件的变形发展受其热历史驱使，扫描策略对成形件的热变形具有显著影响。     

表面织构形状对牙轮钻头轴承摩擦学性能影响的实验研究

牙轮钻头滑动轴承作为钻头破岩过程中传递载荷的关键部件,在低速重载的钻井过程中易发生黏着磨损失效。为改善牙轮钻头滑动轴承的耐磨性能,利用纳秒激光雕刻技术,在牙轮钻头滑动轴承轴颈表面加工了面积比为10%、深度为20μm的圆形、矩形、三角形及复合织构;基于赫兹相似理论,设计近似模拟钻头轴承工况的环-块配对副单元实验方案,并在UMT摩擦试验机上开展织构形状对钻头滑动轴承摩擦副摩擦因数、磨损量、温升变化和微观形貌影响规律的实验研究。结果表明:仿生织构的形状及布置方式对减摩和耐磨效果影响极大,其中圆形、矩形织构的减摩和耐磨性能最优,其次为三角形织构,而复合织构反而增大了摩擦因数及磨损量;单一织构对试件磨损量及温升的影响不大,而复合织构在增加摩擦的同时温度有明显升高,不利于井下高温环境下延长牙轮钻头寿命。     

老矿山残矿资源回收方案设计中三维探测及建模技术的应用

目前我国绝大多数中小型老矿山残矿回收面临一系列问题，包括资料缺失无法准确判定老采空区及剩余资源位置，无法准确掌握剩余资源形态及可回收量，回收方案设计与实际资源相差较大等。通过将三维探测及建模技术应用于老矿山残矿资源精准定位及回收方案设计中，有助于解决以上问题。以福建浦城屏峰硫铅锌矿为例，通过对老采空区采用三维激光扫描构建采空区三维模型，结合三维建模计算，构建了目前可回收的剩余资源三维模型。通过模型划分及切割，按照矿体实际形态，在三维模型中布设采切及穿孔工程，并将其导入平面施工图中，不仅可以减少设计工作量，而且能够精准匹配矿体，减少设计偏差。由于周边存在大量老采空区，为保障安全，在采空区及剩余资源精准三维模型的基础上，制定了采空区稳定性监测方案，布设了监测传感器，保障了资源回收安全。     

罗河铁矿采空区三维激光扫描及应用分析研究

针对传统采空区探测依靠全站仪测量存在劳动强度大、测量结果不准确等问题,采用BLSS-PE矿用三维激光扫描系统对罗河铁矿45-3^#和47-3^#采空区进行了现场扫描,构建了采空区三维实体模型,并在此基础上计算了采空区体积,说明了传统统计方式存在的不足;计算了矿房的超欠挖体积,为准确量化矿房损失率和贫化率提供了基础数据;基于采空区边界进行了二步骤回采设计,说明了采空区边界对于降低矿房损失贫化的重要意义。     

基于端面耦合的InP基激光器/硅光波导混合集成技术研究

针对硅光子集成回路缺少实用化光源的问题,提出了一种1.55μm波段InP基FP激光器芯片、InP基PIN光电探测器芯片与硅光波导芯片集成模块的设计与制备方法。使用CMOS工艺兼容的硅光无源器件制备工艺,设计并制备了倒拉锥型端面耦合器,与锥形透镜光纤耦合效率为36.7%。采用微组装对准技术将激光器芯片与硅波导芯片耦合、UV固化胶固化后耦合效率为35.8%,1 dB耦合对准容差横向为1.2μm,纵向为0.95μm。     

雷达发射机浮动板调制器与故障检测电路的设计

提出了一种改进的浮动板调制器和对正负偏电压的故障检测电路,利用MOSFET寄生电容特性,通过固定脉宽窄脉冲控制调制脉宽,通过增加负偏MOSFET提高输出负偏电压。对故障检测电路进行仿真实验,通过模拟故障,验证故障检测报警信号发生时间均在微秒级别。完成样机的搭建,利用多重方式解决高压绝缘问题,并对其加电进行试验验证,分析实验波形,证明此电路满足设计要求并且具有可行性。     

Design structure matrix (DSM) method application to issue of modeling and analyzing the fault tree of a wind energy asset

The perpetual energy production of a wind farm could be accomplished (under proper weather conditions) if no failures occurred. But even the best possible design, manufacturing, and maintenance of a system cannot eliminate the failure possibility. In order to understand and minimize the system failures, the most crucial components of the wind turbines, which are prone to failures, should be identified. Moreover, it is essential to determine and classify the criticality of the system failures according to the impact of these failure events on wind turbine safety. The present study is processing the failure data from a wind farm and uses the Fault Tree Analysis as a baseline for applying the Design Structure Matrix technique to reveal the failure and risk interactions between wind turbine subsystems. Based on the analysis performed and by introducing new importance measures, the “readiness to fail” of a subsystem in conjunction with the “failure riskiness” can determine the “failure criticality.” The value of the failure criticality can define the frame within which interventions could be done. The arising interventions could be applied either to the whole system or could be focused in specified pairs of wind turbine subsystems. In conclusion, the method analyzed in the present research can be effectively applied by the wind turbine manufacturers and the wind farm operators as an operation framework, which can lead to a limited (as possible) design‐out maintenance cost, failures' minimization, and safety maximization for the whole wind turbine system.     

Automated classification of simulated wind field patterns from multiphysics ensemble forecasts

In this study, we have proposed an automated classification approach to identify meaningful patterns in wind field data. Utilizing an extensive simulated wind database, we have demonstrated that the proposed approach can identify low‐level jets, near‐uniform profiles, and other patterns in a reliable manner. We have studied the dependence of these wind profile patterns on locations (eg, offshore vs onshore), seasons, and diurnal cycles. Furthermore, we have found that the probability distributions of some of the patterns depend on the underlying planetary boundary layer schemes in a significant way. The future potential of the proposed approach in wind resource assessment and, more generally, in mesoscale model parameterization improvement is touched upon in this paper.