基于TDR法电缆线长测量关键技术的研究

目前，随着电线电缆市场规模不断扩大，对电缆尺寸测量的精度要求不断提高，市场中电线电缆的计量问题也日益显著，因此如何快捷、经济、正确地完成电线电缆尺寸的测定具有十分重要的研究意义和工程价值。相比传统的电缆计量方法，时域反射测量技术（TDR）具有测量精度高、便于携带、能实现无损测量电缆长度等优点。该技术基于电磁波能量在传输的过程中如果遇到阻抗不连续点的情况就会发生反射的特点，对待测量的长导体加入一个脉冲信号，就可根据发送脉冲和断点处反射脉冲的时间差与导体长度成正比的原理来确定断点位置，还能实现对电力电缆短路和断路的故障检测。目前已有该技术的应用实例，但是测量效果并不理想，测量误差较大，甚至达到10%~20%，与理论效果相差甚远，无法满足精细化管理与工程作业的要求。为此对该技术应用于电缆线长度精确测量时的关键技术点展开探讨。     

基于全相位预处理的时域多重信号分类波达方向估计方法

低信噪比下,针对宽带短脉冲情况下频域多重信号分类(MUSIC)中噪声子空间估计不稳定问题,提出一种基于全相位预处理的时域多重信号分类波达方向(DOA)估计方法。①对线列阵接收数据进行分组处理;②按搜索角度对各组数据进行相移预处理,并对各组数据预处理结果进行相加,得到一组新数据;③对线列阵接收数据在时域构建相移后的协方差矩阵,在更短数据长度下,稳定实现噪声子空间估计,并依据估计出的噪声子空间含有的正交特性,通过单位矩阵加法器得到相应空间谱估计值,实现波达方向估计。数值仿真和实测数据处理结果表明,相比频域MUSIC方法,该方法有效提高了线列阵接收数据协方差矩阵中信号含有量和信噪比,能够在更短数据长度情况下实现对噪声子空间的稳定估计,具有较好的稳定性和检测性能,提高了MUSIC方法在实际波达方向估计中的鲁棒性。     

基于支持向量机的钻柱黏滑振动等级评估方法

为评估钻柱黏滑振动的严重程度,提出了一种基于因子分析(FA)与支持向量机(SVM)的黏滑振动风险评估方法。对仿真得到的扭矩数据进行时域与频域分析,提取信号的特征值,然后应用因子分析方法减少高维特征的冗余信息,获取特征向量,最后通过SVM对降维处理后的数据进行黏滑振动等级分类。研究结果表明:基于井口扭矩信号的SVM黏滑振动等级预测方法的整体预测精度超过80%,能够较准确地对黏滑振动强度等级进行预测。因此该方法是一个有效的黏滑振动等级分类方法,应用该方法能够有效地对钻柱黏滑振动等级进行识别,有助于司钻根据钻柱黏滑振动剧烈程度实时调整钻井参数,减轻黏滑振动产生的危害,提高钻井作业效率和安全性。     

碳纤维结构排布对其辐射特性影响的分析

为了研究碳纤维的光谱辐射特性，利用时域有限差分法模拟计算了不同排布方式下的碳纤维辐射特性。结果表明：在2D随机排布方式下等半径碳纤维散射因子随着碳纤维含量的降低而减小，当含量降低17.12%，散射因子的最大值降低35%；在2D随机排布方式下非等半径碳纤维，不仅碳纤维含量对材料辐射特性有影响，碳纤维圆柱体的半径也影响其辐射特性，在2.5～3.5 μm波段同含量下碳纤维根数由26增加至56时散射因子增大20%；而且碳纤维3D随机排布方式和2D随机排布的辐射特性偏差较大，2D排布模型代替3D随机排布模型会使碳纤维吸收截面偏差40%。     

风电机组传动链典型故障特征提取方法

为解决风电机组传动链易发生故障的问题,文章阐述了风电机组齿轮箱特征频率的计算方法和基于振动信号分析的故障特征提取方法。结合实际情况,以行星级齿轮磨损、中间轴小齿轮崩齿、高速轴齿轮崩齿和发电机轴承电腐蚀等典型故障为例,通过齿轮箱特征频率和传动链典型故障振动信号基本特征分析,可较好地完成故障识别。结果表明,采用经典信号处理方法能对上述典型故障进行特征提取,验证了经典方法对单一、明显故障特征提取的有效性,为深入开展传动链故障特征提取方法研究奠定了基础,为风电机组故障检修维护提供了技术支撑。     

基于太赫兹时域光谱的芝麻油品种识别研究

为了实现对芝麻油品种的快速鉴别,本文基于太赫兹时域光谱(THz-TDS)提出一种芝麻油品种识别的方法。选取0~2.5 THz范围内的光谱进行分析,通过主成分分析法(PCA)对时域光谱数据进行降维,选择前4个主成分(累计贡献率大于99%)代表原始数据,然后利用支持向量机(SVM)方法对不同品种芝麻油进行分类识别,分类时使用3种不同的核函数建模,并采用网格搜索算法获得最优模型及其模型参数。使用径向基核函数(参数为惩罚函数C=0.01,核函数系数γ=0.1)的模型识别率最高,达到100%,说明太赫兹时域光谱技术结合PCA和SVM方法可以快速可靠的进行食用油的识别,为食品安全的识别提供一种新的技术手段。     

基于广义加扰的时域压缩扩频抗干扰能力增强方法

时域压缩扩频是继传统直接序列扩频之后写入通信传输标准的又一种新的扩频通信方式,其不仅具有抗频域窄带干扰的能力,还具有抗时域脉冲干扰的特点。在对时域压缩扩频与传统直接序列扩频特性对比分析的基础上,针对该类信号抗同周期宽带干扰能力不足的问题,通过广义加扰来消除其频域离散化线谱特征,在保持其原有抗干扰性能的基础上增强了对周期性干扰的抵抗能力,并通过压缩信号重复次数的调节实现了扩频增益的灵活控制。仿真结果验证了理论分析的正确性与有效性,不仅为时域压缩扩频通信的抗干扰性能提升和自适应抗干扰通信传输提供了重要理论指导,也为该类信号的工程优化应用提供了重要参考。