基于IIR小波滤波器的涡街流量计数字信号处理系统

涡街流量计被广泛应用于过程工业,但是,由于易受由管道振动和流场扰动等因素干扰,现场测量精度无法保证,测量小流量困难。本文将小波滤波器组应用于涡街流量计信号处理中,研究基于小波滤波的涡街信号处理方法,分析了小波滤波器的幅频特性对信号分析的影响,构造了幅频特性好的IIR型小波滤波器组。本文研制了基于ADSP2181的涡街流量计数字信号处理系统,并进行了气体流量和水流量标定实验,实验结果表明,基于小波滤波的涡街流量计数字信号处理系统有良好的适配性能,性能指标优于常规的涡街流量计处理系统。     

机载成像系统像移计算模型与误差分析

研究了机载成像系统的像移及其对成像质量与相机分辨率的影响。为准确获取像移矢量,实现成像系统像移补偿,提出了一种基于坐标变换的机载成像系统像移计算模型。通过线性坐标变换,建立了从地面目标景物到成像系统像面的坐标变换模型,推导了地面目标景物在成像系统像面的解析表达式,根据坐标在相机积分时间内的变化来确定像移矢量。分析了成像系统像移误差的主要来源,讨论了载机轨道坐标、飞行姿态角和相机视轴角误差对像移计算结果的影响,采用蒙特卡罗方法分析和统计了像移计算误差。样本实验结果表明,在载机姿态角和相机摆角不变条件下,像移量与载机速度成正比,与目标距离成反比,像移误差随着参数误差的增加而增加,其中载机经度和纬度误差是影响像移计算误差的重要因素。结果显示本文方法对机载成像系统的像移补偿具有实用价值。     

内置过滤器边界对小型化液压油箱内流场的影响

随着液压油箱向小型化方向不断发展,体积占比较大的过滤器对油箱内流场影响愈加明显。为明确内置过滤器边界对流场的具体影响规律,以液压油箱回油区和吸油区为研究对象,结合Fluent模块中的多孔介质模型对过滤器进行有限元数值模拟。探究过滤器安装位置、边界范围对油箱内部流场影响,并对比不同边界下内流场速度值、能量耗散以及颗粒沉降情况。同时,通过理论计算和PIV可视化试验验证文中过滤器模型和仿真方法的正确性以及仿真结果的准确性。最终得到物理边界对流场影响的评价指标,基于指标参数揭示出过滤器边界对内流场的影响规律,给出较优边界范围的选择依据。通过总结过滤器边界对于油箱内流场的影响规律,为液压油箱的小型化设计提供参考。     

布袋除尘器气固两相三维流场分析

本文对一台用于净化氧化铝烟气的布袋除尘器进行了气固两相三维流场数值模拟。分析结果表明,其流场分布不够理想。为了改进除尘区流场分布,需了解除尘器流场分布规律。本文在原分析的基础上,分别改变颗粒粒径、布袋渗透率以及气流入口速度等边界条件,进行了多次分析。结果表明粒径越小,颗粒在除尘室分布越均匀;在允许的条件下,增大布袋渗透率并适当增加入口风量有利于使流场分布均匀。该分析结论为布袋除尘器的实验和改进提供了依据。     

一种面向低真空环境的质量分析方法仿真研究

在低真空环境进行质谱分析可以大幅降低仪器的成本、体积和功耗,实现质谱仪的便携化。在四极杆质量分析器中,增大压强会导致离子轴向运动能量不足,无法到达检测器。为解决这一问题,提出了一种使用顺向气流作为离子出射动力,适用于低真空环境的质量分析方法,并在COMSOL Multiphysics中搭建仿真模型进行验证。仿真结果表明,利用该方法得到的谱峰强度和谱峰宽度明显优于无气流条件下的分析结果。该研究成果为低真空质谱仪的研发奠定了理论基础,促进质谱仪便携化和传感器化、降低使用门槛、扩展应用领域。     

某型飞机液压油滤器常见故障及检修时机研究

液压系统及其附件是飞机机械系统的重要组成,而液压油滤器又是控制飞机油液污染的重要附件。本文针对某型飞机液压油滤器常见类型,即高压油滤器、工作油滤器、回油滤器及循环油滤器进行了对照比较,针对其使用和维护时存在的滤芯变形、滤网脱焊、滤网堵塞以及堵塞指示装置不发信号等常见故障进行了原因分析,并结合部队修理厂对液压油滤器的检修时机以及定检、特检工作进行了说明,期望能对其他机型的油滤器问题提供参考。     

基于ZigBee的袋式除尘器的分布式压力监测

流场分布不均匀的袋式除尘器除尘效率会大幅度降低,因此开发分布式压力监测系统。用ZigBee技术开发终端采集节点、路由节点和中心分站等结构,节点的压力数据通过ZSC31050采集并利用温差程序进行补偿,校准后的压力数值通过ZigBee网络传送数据,利用240 cm除尘器滤袋检测实验分析压力。试验结果显示当喷吹压力为30 kPa、喷吹距离为240 cm时,检测长滤袋各点的分布压力,并测量喷口的不同压力。结果显示监测系统可以精确识别出袋式除尘器的压力分布。     

串联转鼓羽毛过滤机流场研究

串联转鼓连续过滤机是一种新型的转鼓加压过滤机。简单介绍这种过滤机的工作原理和主要结构,并应用流场分析软件FLUENT,对串联转鼓连续过滤机流场进行了数值模拟。过滤机过滤性能主要取决于压缩区的压力,不同的操作参数对流场影响不同,主要影响参数为大转鼓转速、小转鼓转速和入口压力。采用正交实验设计技术计算各操作参数对流场影响大小,分析各因素对过滤效果影响的主次顺序。结合模拟方案确定了最佳操作方案,得到该方案下的流场分布图。     

Computationally lean algorithm of novel optimal FIR adaptive filter for vortex signal extraction

In a vortex flowmeter vortices are generated by a bluff body, inserted in the path of flow, which has a piezoelectric sensor embedded in it. This piezosensor develops a signal having a fundamental frequency that is proportional to flow. The flow measurement relies completely on extraction of true vortex signal and estimation of the correct frequency. A novel adaptive FIR filter has been designed and implemented using low power computational resource (8.25 mW), which gives better results than an existing contemporary system when tested on an industrial flow rig. Further more a comparative study of autocorrelation, EMD Scales filter and proposed algorithm is carried on the good and bad vortex signals. From this comparative study it is seen that proposed algorithm is effective for bad vortex signals and low flowrates where vortex signals are weak.     

驻极体空气过滤器用于燃气轮机末滤的效率特性

某燃气轮机机组使用驻极体空气过滤器作为末级过滤,一段时间后出现效率曲线快速下降、压气机水洗频率增加等异常。基于EN 779—2012标准,在EN3600实验台等试验设备上设计了褶尖检测试验和多工况效率试验。结果表明,驻极体空气过滤器静电效应随使用时长增加下降过快;对于需长期连续使用的过滤系统末级,在静电电荷逸失较快的问题未得到改善之前,应慎重选用驻极体过滤器。研究结果可为相关从业人员的设计、选型和科研提供参考。     

航空斜视成像异速像移的实时恢复

提出了一种异速像移补偿算法,解决了航空相机斜视工作时成像靶面的异速像移补偿问题.当载机侧身飞行时,航空相机会处于斜视状态,成像靶面上会同时出现多个不同大小的像移量,生成复杂的运动模糊图像.提出的方法通过对异速像移产生机理的分析,根据像移量的不同将图像分成多个区;然后将各区图像继续细分到像素线来提高算法的运算效率;最后,用一维维纳滤波并行处理各像素线,将处理结果合并成结果图像.实验表明:运用本文算法的并行方案在GPU平台下17.11 ms内能恢复一帧2 048 bitX2048 8 bit斜视模糊图像,恢复结果的峰值信噪比(PSNR)达到30.469,图像细节得到有效恢复.     

基于修正粒子滤波的MEMS传感器飞行器姿态解算

针对单一采用 MEMS传感器解算飞行器姿态无法克服系统非线性噪声干扰的问题,提出了一种基于修正粒子滤波的 MEMS传感器飞行器姿态解算方法.首先,利用共轭梯度法减小陀螺仪漂移误差,然后,利用加权粒子构造概率密度函数以更新粒子权值,得到优化状态估计值;再将共轭梯度法与修正粒子滤波进行融合,确定加权因子,同时以 STM32与 MEMS传感器为核心设计姿态解算系统.实验结果表明,该方法优化了飞行器静态与动态性能,姿态解算性能良好,系统过渡时间短,跟踪特性较好,且增强了系统的鲁棒性与稳定性.     

压载水专用全自动反冲洗卧式过滤器结构设计

压载水专用设备在寸土寸金的狭小空间使用,应尽量缩小其体积,而且压载水的排放标准极其苛刻,对过滤器的功能有更高的要求。提出了采用卧式自动反冲洗过滤器的构思,确定反冲洗结构方案,设计过滤器的滤网、筒体和反冲洗部件,通过Matlab机构运动学分析软件对吸嘴在滤网上的运动进行分析,在此基础上应用Pro/E对其三维建模,并对滤筒内的流场进行压损分析,通过相关实验,验证了设计的合理性,为该类产品设计提供参考依据。     

两种空气过滤器的性能比较及改进措施

本文对两种空压机机前过滤器进行了简要介绍,并分别从过滤效果、使用寿命、吸风口、大气环境和滤料等方面的特性进行了比较分析,最后对自洁式过滤器使用中出现的问题提出了维护办法.     

低温液体过滤器结构特性数值仿真

直通式金属丝网过滤器的不同锥体结构对过滤器的流阻有重要影响,利用流体有限元软件Fluent对液氢流经过滤器时的流动特性进行仿真,给出不同结构锥体的速率、压力云图,在对比分析仿真数据基础上提出合理锥体结构的设计方法。     

四旋翼飞行器中升力波动的干扰与抑制

四旋翼飞行器旋翼产生的升力是在基值的基础上附加一系列频率特性和旋翼转速有关的高频分量。由于它会对飞行器的控制产生扰动,本文研究了这类高频升力分量对飞行器的影响并给出了抑制扰动的方法。首先,基于拉格朗日能量法建立四旋翼飞行器动力学模型;进而分析了高频升力分量与飞行器角速度扰动之间的关系。然后,将角速度反馈环节加入针对有色噪声的卡尔曼滤波器来抑制角速度扰动对控制器的影响。实验结果显示：与改进前相比,采用本文的方法对四旋翼原型机进行悬停控制可使控制量波动减少50%,高频控制量衰减至-17db以下。结果表明：采用本文的方法,可以有效地抑制升力波动对四旋翼飞行器的影响,提高飞行控制效率。     

基于CFD技术的管道过滤器内部流场模拟及其结构优化设计

采用计算流体动力学(简称CFD)方法对XYZ-100稀油站所使用的2FXG-32型过滤器内流场进行模拟分析,并根据模拟结果对过滤器结构进行优化。结果表明,经过结构优化后的过滤器减小了漩涡、死水区等水流状况,减少了能量损失;增大了有效过滤面积,提高了过滤效率;优化后过滤器结构紧凑,降低了生产和制造成本。     

压载水过滤器流场压降模拟分析

采用CFD软件对流体通过压载水过滤器的压降进行模拟分析,为产品的结构性能优化提供必要的理论依据,以节省产品研制成本。通过Analysis对其内部流场进行了建模、运算,应用多孔介质理论简化过滤器的实体建模保证计算结果准确性。对仿真数据与试验数据进行了对比分析,结果表明仿真结果有效,对国内船用海水过滤器的设计开发有一定的参考价值。     

卡尔曼滤波在MEMS惯性姿态测量中的应用

由于测控成本和有效载荷的限制,一般采用微机电系统(MEMS)惯性传感器来测量小型无人机的飞行姿态。在MC9S12XS128单片机上通过嵌入式软件编程实现了卡尔曼滤波算法,并在JZJ-1型自准直仪转台上对MEMS加速度计和陀螺仪的输出信号进行了数据融合试验,较好地解决了MEMS惯性测量系统的零漂和机械振动干扰问题。     

基于L-曲率流滤波器的图像降噪算法

提出了L-曲率流滤波器的图像降噪(滤波)算法,该方法按图像信噪比大小分高、中、低3类,分别由L滤波器降噪、多级L滤波器降噪以及多次迭代的组合滤波器降噪,并进行了实验研究。结果表明:该算法与均值和中值滤波器相比,输入图像信噪比越低,滤波效果越明显。当输入图像为低信噪比时,对于受高斯噪声污染的图像,该算法滤波比均值滤波平均提高2.98 dB;对于受脉冲噪声污染的图像,该算法滤波比中值滤波平均提高11.09 dB,说明该算法对降低不同种类和不同信噪比的图像噪声有较强的适应性。