低信噪比下雷达回波谱矩快速估计方法

针对在低信噪比下机载气象雷达回波多普勒参数（谱矩）估计不准确的问题，本文在气象目标的雷达回波频谱服从高斯分布的基础上，给出了一种利用协方差矩阵分解的快速参数化谱矩估计算法。通过理论分析，推导出雷达回波的协方差矩阵具有范德蒙结构特性，进而将用于谱矩估计的代价函数转化为类傅里叶变换结构，然后进一步通过快速傅里叶变换和高斯加权滑窗计算代价函数，实现快速的谱矩估计。仿真实验结果表明，该方法在信噪比低于5 dB时仍可以有效估计雷达回波的谱矩参数，同时运算复杂度大大降低，而且在谱宽值较大情况下仍能保持较好的估计性能。      

掘锚一体化高效掘进理论与技术

为提高巷道掘进效率,提出了掘锚一体化高效掘进的概念,指出高预应力锚固理论、空顶区顶板稳定控制理论、软岩流变理论、松动圈理论和锚杆支护动态信息设计方法等是掘锚一体机高效掘进的理论基础,进一步采用数值模拟和试验,发现了高效掘进围岩破坏变形规律和低比能耗高效截割的有关规律。针对综掘工艺平行作业率低的难题,攻克了高效掘进系统集成配套技术,创新研制掘锚一体机、锚杆转载机、跨骑式锚杆钻车和柔性连续运输系统等装备,构建掘进、支护、运输、除尘等工序的同步作业线,掘支运平行作业时间由25%～35%增至50%～70%。攻克了掘锚一体化技术和全宽截割技术,研制了国产掘锚一体机,优化了截割功率、空顶距、接地比压,行走采用千伏级交流变频调速技术,解决了国外设备截割能力不足、适应性差等难题,研制了双驱动高速合流重型截割减速器,实现截割功率达340 kW,研制前探式临时支护,将临时支护空顶距由1 m减至0.4 m,研制宽型履带底盘,整机接地比压由0.28 MPa降至0.2 MPa;针对锚杆支护与转载运输平行作业的难题,攻克了空间多维度同步支护技术,研制了锚杆转载机和跨骑式锚杆钻车等设备,通过多组钻机实现多排多臂分段平行支护,掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板,后部同步实施增强永久支护,形成"前疏后密,快速推进"协同支护体系;攻克了多钎杆钻孔自动接续技术,钎杆由机械手自动续装、由钎杆仓存储,解决了锚索钻装不连续的技术难题;针对胶带长距离搭接的难题,研制出柔性连续运输系统,设计了位姿锁定的蛇形关节架体、偏置摆动式油气悬挂、具有减摩降阻机构的迈步式自移机尾、穿梭动力站等核心部件,实现小半径90°转弯和150 m往复搭接、连续转载;针对高效掘进粉尘防治的难题,提出了固液气三幕组合控尘方法,将粉尘控制在掘进工作面并形成粉尘池,防止粉尘扩散;研制了可随主机设备移动的除尘装置,实现除尘装置与掘进设备同步移动;攻克了小体积无龙骨自承式菱形滤袋过滤技术,研制了矿用全自动紧凑型袋式除尘器,总尘除尘率达99.7%;攻克了滤网表面超疏水改性、双面两级流线型气液分离等技术,研制了矿用机载湿式负压除尘器。应用表明,与原有掘进方法相比,掘锚一体化高效掘进技术在稳定围岩和中等稳定围岩条件下提高掘进速度1～2倍。     

基于EMD与BP神经网络的齿轮故障诊断

针对基于传统BP神经网络的齿轮故障诊断方法存在收敛速度慢，误差较大等问题，提出经验模式分解（EMD）与BP神经网络相结合的齿轮故障诊断方法。首先简述经验模式分解和BP神经网络的基本原理，然后采用EMD方法提取齿轮时域信号中的各个IMF分量，计算IMF分量中故障信号能量特征参数，将这些能量特征参数作为BP神经网络输入参数进行故障诊断。在齿传动故障实验台上采集足够的样本数据进行实验研究。结果表明:与传统的BP神经网络相比，可将训练误差从0.01降低至0.001左右。此外，训练迭代次数可减小至10次以内。     

基于GD32单片机的电能质量分析系统设计

基于32位ARM coretex-M4单片机作为主处理器,利用准同步采样技术实现三相电力系统的电压和电流参数采集,采用傅立叶变换技术对谐波频率及含量进行计算。针对每个工频周期的采样点数和响应速度的矛盾,提出了一种基于采样点数和响应速度的平衡控制策略,既兼顾了采样点数,保留原数据的真实变化,同时满足一定要求的响应速度。     

EBHP分解飞温模型建立及控制分析

对乙苯过氧化氢(EBHP)分解构建了飞温模型,绘制有冷却和无冷却体系两种工况的飞温曲线,分析了乙苯注入、紧急冷却水通入措施对飞温的抑制作用。工艺模拟试验结果表明:该EBHP飞温模型能较好预测温度随时间的变化情况,认定120℃为系统报警温度值,140℃为系统联锁值。以某63/30万t/a的苯乙烯/环氧丙烷(SMPO)装置为例,假定EBHP进料量为1000 t/h,用EBHP飞温模型核算,乙苯注入量(w)为30%的进料量时、或者紧急冷却水通入量(w)为进料量的6.5%时,系统均能快速终止飞温,且效果明显。这一研究结果为装置的安全设计和稳定运行提供了依据。     

基于子系统的非线性时变系统辨识方法

针对非线性时变系统提出一种基于子系统的辨识方法，用于时变多自由度（multiple degree-of-freedom，简称MDOF）系统中非线性的定位和估计，并且无需关于系统的先验知识。所提出的新方法提供一个连续时间模型，MDOF系统按照自由度被分解为不同的子系统。设计正交化算法和误差减小率（error reduction ratio, 简称ERR），可以确定子系统中质量和自由度之间的线性及非线性连接的所有信息。在辨识过程中，时变参数的时间表达式可以由新方法准确给出。用一个3自由度（degree-of-freedom, 简称DOF）集中质量系统和一个机械臂结构的辨识过程为例，对所提出的方法进行验证。由于简单性及高效性，此方法将在实际工程中取得广泛的应用。     

应用独立分量分析的激光测风雷达湍流频谱分解

针对大型风力发电机机组中常见的脉动湍流、风机尾流与涡流等湍流信号,研究了利用自然梯度下降的独立分量分析方法的湍流频谱分离效果,以区分中心风速与湍流信号,提高风机机组的综合工作效率。首先分析了风机组中常见湍流信号的后向散射与频谱分布特点,然后依据这些特点设计了对应的独立分量分析模型。在仿真结果符合要求的基础上,进行了双目激光雷达天线的风速采集与实际分离效果检测。实验结果表明,在大气折射率结构常数C2n≤10-14同时广义大气常数α≥4的通常情况下,利用双目信号能够分离出一个湍流中心和一个中心风速。对1 s内两个谱峰的波动范围进行统计,获得(2.59±0.05)MHz的中心风速以及(1.22±0.19)MHz的湍流中心估计,且二者的平均信噪比分别为25.93 dB和31.01 dB,能够在获得稳定的中心风速估计的同时得到一个较为稳定的湍流中心估计。     

基于相关系数的时间同步算法应用研究

应用基于相关系数的时间同步算法来找出并纠正安装在某大桥不同位置的传感器测得的在时间上不同步的加速度数据之间的时间间隔。选择某一处的加速度数据作为参考信号,则其他处的加速度数据的时间轴就能以参考信号为基础分别进行平移。将不同位置处无线传感器测得的数据分别与参考加速度数据进行比较,计算不同时刻两处加速度数据之间的相关系数,得出相关系数最大的时刻,以此找出传感器之间的时间间隔。