泥浆脉冲信号数据动态传输特性研究

建立了连续波脉冲信号传输的几何模型、运动方程和连续性方程.给出了计算流体约束随时间变化时,管道中的压力和流体速度,给出适当的边界条件和初始条件,利用特征方法求解运动方程和连续性方程联立的偏微分方程,对连续波泥浆脉冲信号动态传输特性进行数值分析.     

井下无线电能传输系统设计

随着石油钻井行业的不断发展,方便、持久地井下仪器仪表的供电一直是个难题。本文基于磁谐振耦合的机理,实现了无线电能传输系统的设计。通过对谐振电路的反射阻抗对于发送端的影响的分析,以及谐振频率变化产生的影响的分析,设计了基于CD4046的频率跟踪式无线电能传输的电路。实验证明,加入频率跟踪式电路之后,能够实现高效的无线电能传输。     

基于LabVIEW的调频连续波雷达仿真信号源的设计

文中介绍了基于图形化编程语言LabVIEW的调频连续波雷达仿真信号源的设计方法,给出了框图程序.该信号源可以产生不同距离下的中频信号和噪声,具有波形显示功能和方便的操作界面.     

基于ZigBee的井下人员安全监测系统

为了满足矿井人员安全监测的需求,根据煤矿井下地形的特点,介绍了一种可靠的基于ZigBee和织物传感器技术的井下人员安全监测系统.详细阐述了以带有定位引擎功能的CC2431为核心的传感器节点、以CC2431和MCP2515为核心的Sink节点的软硬件设计和工作流程.通过在煤矿大巷实验,测得织物传感器的工作特性和2.4G频率在井下的传输特性,并确定两个传感器节点的距离为20m时,可实时、可靠地监测井下人员的生命体征和位置参数.     

MIMO雷达正交线性调频信号源系统的设计

MIMO雷达需要正交线性调频连续波(LFMCW)信号源。针对传统方案无法产生严格正交信号、实现线性调频信号困难、系统干扰较多的问题,设计了基于DDS技术的MIMO雷达正交线性调频信号源。系统以FPGA为主控单元,采用AD9854为核心搭建控制模块,经差分放大电路进行信号调理,结合上位机最终实现输出1~40 MHz的频率可实时程控双路正交单频正弦信号、三角线性扫频信号。通过实验测试,输出频率达40 MHz,峰峰值达5 V,信号稳定度达10-4,信号模式灵活可调,满足正交LFMCW信号源的要求。     

基于4～20 mA电流环的井下供电与信号传输方案研究

为了简化井下信号传输的操作复杂性和提高可靠性,基于4～20 mA电流环数据传输方法,提出了将潜油电泵井下温度压力变送器输出的4～20 mA信号经潜油电机三相动力电缆传输和利用井上三相星型连接电抗器星点给井下数据采集单元供电的方案.计算并验证了信号传输距离,设计了基于星点通道的供电和信号传输方案.试验结果表明:该方案可实现长距离供电与信号的混合传输,可节省单独铺设信号传输线与供电线路的费用,简化了系统操作难度.     

利用信号拼接提高调频连续波激光测距系统的分辨力

提出了一种对等频率间隔的采样信号进行拼接来提高调频连续波激光测距系统的测距分辨力的方法。研究了调频连续波激光测距的原理,设计搭建了基于一种双干涉系统的光纤调频连续波激光测距系统。利用辅助干涉系统产生的时钟信号对测量干涉系统的信号进行等光频间隔的采样,然后对采样信号进行拼接。使用LabVIEW设计了信号错误检测处理、采样和拼接的信号处理系统。利用该测距系统进行了实验验证,结果显示,将等光频间隔的采样信号进行拼接的方法可以突破激光器扫描范围的限制,减少光源非线性的影响,从而提高系统的测距分辨力。得到结果表明,在测量距离为8.7m时,该系统的测距分辨力可达70μm,30组测量结果的重复性标准差为35μm。     

磁谐振耦合式无线能量传输系统的特性分析

磁谐振耦合式无线能量传输技术因在中等距离范围内能够高效传输较大的功率而受到广泛关注。对基于磁谐振耦合的四线圈结构无线能量传输系统的特性进行分析,通过反射阻抗建立了传输系统的等效电路模型,分析在不同耦合状态下系统的传输效率与传输距离的关系,并在此基础上,利用无线能量传输装置对建模分析的结果进行实验验证。     

基于磁隔离技术的RS485隔离中继器的研制

针对煤矿井下RS485通信特点及传统的RS485隔离中继器存在的问题,研制了基于磁隔离技术及收发自动转换控制技术的RS485隔离中继器。建立了该中继器信号传输理论模型,分析了数据传输状态工作原理,证明其在低频与高频信号传输两种情况下存在不同的机理,但均可实现RS485通信信号的零延时传输。搭建了该中继器性能测试平台,研究了其数据传输、功率及延迟时间特性,通过波形测试,验证了上述理论模型;通过功率特性测试及延迟时间特性测试,深入研究了该中继器的功率特性与延迟时间特性。通过实际通信测试,证明该中继器实现了RS485隔离中继通信功能。     

声发射信号在带筋结构中的传播特性

为了研究带筋结构对声发射（acoustic emission,简称AE）信号传播的影响,分析了AE信号在带筋薄板和带筋薄壁圆筒2种带筋结构中的传播特性。首先,提出了多径传播模型,推导出了传感器的安装约束条件,可在时域中凸显出从带筋结构处散射的信号;其次,对不同频率的AE信号在不同高度带筋结构中的传播进行了数值模拟,利用构建的反射和透射系数量化表征了AE信号的传播特性;最后,实验结果验证了数值模拟的准确性。结果表明：AE信号在加强筋处会发生反射和透射,并伴随着模态转换演变出其他模态;反射和透射系数相对于激励频率和加强筋高度均呈现出非线性特征,激励频率越高,反射和透射系数对加强筋高度的变化越敏感。该研究阐明了AE信号在带筋结构中的传播机制,可为AE监测中优化传感器空间布置提供指导。     

Design and application of wireless signal strength measurement system on the near-ground

The wireless communication system’s performance is greatly constrained by the wireless channel characteristics,especially in some specific environment.Therefore,signal transmission will be greatly impacted even if not in a complicated topography.Testing results show that it is hardly to characterize the radio propagation properties for the antenna installed on the ground.In order to ensure a successful communication,the radio frequency(RF)wireless signal intensity monitor system was designed.We can get the wireless link transmission loss through measuring signal strength from received node.The test shows that the near-ground wireless signal propagation characteristics still can be characterized by the log distance propagation loss model.These results will conduce to studying the transmission characteristic of Near-Earth wireless signals and will predict the coverage of the earth’s surface wireless sensor network.     

基于LVDS的高速数字信号源设计

针对高速数字信号的发生问题,设计了一种基于FPGA时序控制和LVDS传输的数字信号源,它以FPGA作为控制核心,以并转串芯片DS92LV1023实现LVDS信号的传输,它以600 Mbps/s的速度传输,以双绞线作为传输介质,传输距离120m.本设计已成功运用在某地面匹配装置测试台信号源卡的设计中.     

超声波传输时间精密测量方法及应用研究

根据超声波回波信号是一个变幅周期性信号这一特点,提出一种用数字细分来精密测量超声波传输时间的方法,阐明了超声波换能器驱动电路原理及利用FPGA电路和高分辨率A/D电路通过高频采样来实现这一方法的原理,并采用该方法和电路设计了超声波流量计。指出超声波传输时间测量的分辨率取决于超声波信号的频率和A/D电路的分辨率,为保证测量精度,应尽可能采用较高的采样频率。超声波传输时间的测量综合了全部回波信号采样数据,有很好的可靠性和很强的抗干扰能力。     

单次快前沿电脉冲信号的远距离低抖动传输

本文介绍了一种低时间间隔抖动的单次快前沿脉冲序列信号的远距传输技术.该技术采用远距离传输高重频信号来产生单次触发信号,利用该技术在距信号源端100 m处获得了时间间隔抖动峰峰值小于100 ps的单次脉冲信号.该技术对我国新一代高功率固体激光驱动器以及其它需要高精度同步的仪器或者设备的设计具有较高的参考价值.     

轨道残压测试仪设计

全是铁路运输的生命线,为了使列车运行直接与信号设备发生关系,通常是把钢轨作为信号传输线。随着我国铁路的提速,轨道信号检测系统面临着极大的考验。在电气化铁路区段,两条钢轨是移频信号的传输线又是机车牵引电流的回流线。工频牵引电流会对移频信号带来极大的干扰。定期检测轨道电路的电压、频率等参数,以判断轨道电路及其信号设备是否处于最佳工作状态,可以及时消除隐患,确保铁路安全行车。     

基于FPGA的简易数字信号传输性能分析系统

基于 FPGA 产生伪随机信号和曼彻斯特编码,以 MSP430为基本功能控制单元,通过三路低通滤波器和伪随机信号信道噪声来模拟传输信道,设计了一个以数字信号发生器,模拟传输信道和数字分析电路为核心的简易数字信号传输性能分析系统,实现了数字信号传输特性测试.测试表明系统工作稳定,输入信号动态范围大,眼图清晰,达到了设计要求.     

高频信号动态测试中的信号完整性分析

结合高频信号测试仪使用环境的特点及要求,分析了影响高速数据采集电路信号完整性的主要因素,针对高频信号的反射和串扰,分别从多层PCB板的层叠设计,差分信号传输线蛇形布线,添加阻抗匹配网络几方面进行了信号完整性设计。建立差分信号传输线拓扑网络的模型并通过仿真确定了阻抗匹配网络的结构和参数,减小了由于传输线阻抗失配引起的信号反射与串扰;对电源完整性进行分析,通过内电层分割和滤波电容网络减小了电路中的地弹现象,从而降低了测试仪的系统噪声。最后通过模拟环境下的实验验证了高速数据采集电路的信号完整性分析,实验结果表明通过信号完整性设计提高了测试仪的抗干扰能力,所采集的数据可靠有效。     

电气传动设备低频 前馈复合控制技术

为减小电气传动设备高频信号扰动的影响,降低设备控制负担,优化高频扰动控制效果,研究综合能源接入下电气传动设备低频 前馈复合控制技术。利用传感器采集扰动信号,建立电气传动设备有限分析元模型,得出电气传动设备作业振幅及扰动信号幅频间关系,预测电气传动设备外部声场,校正误差信号,以基础函数估计扰动信号频域,通过隔声腔物理阻隔扰动信号传播、利用优化后前馈控制系统抑制高频扰动,实现电气传动设备低频 前馈复合控制。算例分析结果表明,所提技术不受电气传动设备作业角度限制,各角度下的吸声系数皆较高,低频 前馈复合控制效果很好,适用性强。     

齿轮传动中几种典型故障的振动图谱分析

加速度高频包络解调信号虽属低频范围,但与直接采集的加速度信号相比,具有更强的除噪能力,更能直接反映故障本质。通过齿轮传动中几种典型故障（ 如简单齿轮箱的松动、崩齿等严重故障以及较为复杂的齿轮箱不对中、轴承齿轮综合故障等） ,对这些故障的时域、频域信号进行了详细地分析,提出了这些典型故障的振动信号特征及诊断依据,进一步说明了高频包络解调信号的有效性。     

基于优化VMD与欧氏距离的柴油机故障识别

为实现利用单一通道信号通过同一方法区分多种发动机故障的目的,笔者对现有算法进行了优化以提取振动信号中的故障特征。首先,针对变分模式分解（variational mode decomposition,简称VMD）的分解层数选择困难问题,文中以几种不同类型故障的频率特征为基础,优化了其中心频率迭代初始值,在保证准确性的前提下提高了算法的计算效率与简便性;然后,利用鲁棒性独立分量分析（Robust independent component analysis,简称Robust ICA）对VMD处理结果再次分解,分析发动机中可能存在的不同振源的同频率信号,并将两个阶段分解结果重构信号的四阶累积量作为故障判定指标。结果表明：以模糊C均值聚类（fuzzy C-means clustering,简称FCM）确定的聚类中心为参考点,利用各个工况点与喷油故障聚类中心的欧氏距离区分故障类型,取得了较高的正确率。