基于卡尔曼滤波的汽包水位多传感器信息融合方法研究

汽包水位是锅炉安全运行的重要参数,列举了影响汽包水位变化的各种因素并且建立了锅炉汽包系统各输入、输出变量间的影响模型。分析了卡尔曼滤波在多传感器信息融合处理中的特点,在DRZ/T01-2004规定的基础上,提出了一个以卡尔曼滤波为底层传感信号融合方法为基础,结合其他聚类融合方法,引入多种类、多数量传感器信号和控制决策预测信号的汽包水位多传感器数据融合控制系统。基于此,设计了卡尔曼滤波在多传感器数据融合处理中的具体实现方法,并借助Matlab仿真,分别测试了卡尔曼滤波在单通道传感信号滤波以及多传感器信息融合中使用的效果。仿真结果证明了所设计的系统能够准确、快速的融合处理底层传感器信号,并作出有效的控制决策。     

基于SD卡和单片机的水下目标辐射噪声模拟器设计

水下目标辐射噪声模拟器在各类被动式声探测设备的研制、验收和人员培训中有着重要意义。介绍了一种水下目标辐射噪声模拟器的设计和实现,该模拟器利用ATMega128L单片机作为控制核心,使用SPI模式控制读取SD卡,经过声源级控制和功率放大模块,将SD卡内预存噪声信号通过换能器进行发射,形成特定目标辐射噪声的模拟信源。另外,介绍了一种可行的计算机模拟特定水下目标辐射噪声的方法。测试证明,该模拟器可有效模拟水下目标,高度还原其噪声谱,达到了设计要求。     

刻纹光纤传感阵列及其神经网络处理──适用于结构状态探测与损伤估计

提出了一种新颖的、采用周期性对称刻纹多模光纤组成的传感阵列网络，可用于智能材料与结构的应力、应变等的状态探测或损伤估计。探索了采用人工神经网络处理其阵列传感信号的原理与技术，并给出了BP网仿真结果。     

基于双层博弈的配电网与多综合能源微网协调优化

为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值,促进可再生能源消纳,针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究,提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建,考虑在热电联产机组中加入碳捕集系统以及电转气装置,用来获取低碳效益。同时,针对IEM中可再生能源与负荷不确定性问题,采用鲁棒区间规划进行处理。首先,构建配电网运营商(distribution system operator,DSO)与IEM联盟系统模型框架,分析其不同主体间的博弈关系。其次,对于双层博弈,分为主从博弈与合作博弈。DSO作为博弈领导者,以自身效益最大为目标制定电价引导IEM联盟响应。IEM联盟作为博弈跟随者,以自身运行成本最小为目标,通过成员间互相合作能源共享响应DSO的决策。同时采用纳什谈判理论解决IEM联盟的合作运行问题,使用二分法与交替方向乘子法结合求解模型。最后,在算例中验证所提模型与方法的可行性和有效性。     

不完全信息下计及环境成本的多能源集线器博弈优化调度

为解决综合能源系统内多个能源集线器间的不完全信息以及竞争制约关系给系统经济与环境优化调度带来的挑战,建立了经济和环境协同的综合能源系统优化调度模型,并分析了动态价格机制下多能源集线器间的制约关系,采用决策博弈方法对多能源集线器进行优化调度。针对能源集线器间热电联产运行模式的不完全信息,采用贝叶斯博弈对多能源集线器间的不完全信息博弈关系进行建模,并给出了博弈算法描述,获得计及环境成本的多能源集线器间贝叶斯博弈优化调度方案。仿真分析表明,依据不完全信息下多能源集线器间的博弈模型所得综合能源系统经济与环境优化调度方案趋近于实际情况,能够在提高经济效益的同时兼顾环境污染问题,具有合理性和可行性。     

基于主从处理器的脉冲信号检测系统设计

水下脉冲信号检测系统主要应用于水下安装有CW声源的载体探测领域。传统的水下脉冲信号检测系统多采用分立元件、集成模拟器件和单片机设计,带来检测速度慢、信号测量精度差和性能不稳定等缺点。随着DSP和FPGA等数字处理器的广泛应用和数字信号处理算法的发展,为设计具有更好实时性和更高可靠性的水下脉冲信号检测系统提供了条件。介绍了一种基于主从处理器结构的水下脉冲信号检测系统,主处理器DSP负责数字信号处理,从处理器FPGA负责数据采集及显示控制。给出了系统工作原理和硬件组成,并从A/D采样控制、数据传输、数字信号检测等多个方面对系统构成和关键设计进行了描述。     

基于博弈映射学习的多传感源信息融合三相电机智能故障诊断方法

利用多传感数据能够全面地诊断三相电机的各类机械或电气故障，然而现有的智能诊断方法缺乏有效的关键故障信息挖掘与跨传感源特征聚合学习机制，导致其诊断效果不佳。针对以上问题，该文提出一种基于博弈映射学习的多传感源信息融合三相电机智能故障诊断方法。首先，使用多个并行的自学习特征映射网络从各传感数据中自动地提取故障特征；然后，构建传感源鉴别器并使其与自学习特征映射网络形成博弈关系，精炼故障特征并引导其跨传感源分类聚合；之后，将样本差异度量损失函数引入到优化目标中，以确保各类故障特征之间的空间可分性；最后，利用故障模式识别器进行多传感故障特征融合诊断。实验结果表明，该方法能够基于振动、电流、声等多传感数据准确地诊断三相电机轴承故障、转子故障及电气故障，且诊断性能优于现有方法。     

基于合作博弈的多目标无功电压优化模型及其解法

为了在在线无功电压控制中协调考虑系统的安全性和经济性,提出了一种基于多目标优化的无功电压优化模型。除传统的经济目标外,该模型将系统的静态安全性加入到寻优目标中,以同时寻求系统经济性和安全性的最优化。基于合作博弈理论,提出了该模型的求解方法。在博弈过程中,经济目标和安全目标作为博弈参与方轮流给出决策策略,直至博弈达到均衡。基于2节点原理系统和IEEE 9节点系统的若干算例分析,证明了所提出的模型及求解方法的可行性和优越性。     

基于知识网格的电厂协同维护决策支持系统探讨

实现广域范围内的协同维护决策是维护领域的前沿研究课题之一。为了解决电厂维护领域中知识资源的共享和利用问题,在分析目前维护网络现状和需求的基础上,以实现群体协同维护决策为目标,建立了基于知识网格的多种知识、多类方法、多组信息和多方面资源支持的协同维护决策的体系结构,并对知识建模方法进行了研究。资源节点之间相互开放,共享资源信息,由知识网格平台统一管理和调度,相互协调,为不同电厂、制造商及研究单位提供所需的服务信息,有利于提高维护决策支持系统的诊断水平和处理能力、降低诊断和维修成本、提高诊断处理的效率,为逐步实现状态检修提供了一种切实可行的方法。     

基于无线传感器网络的声目标识别算法研究

由大量微小传感器节点组成的无线传感器网络主要用于从监测环境收集信息并做出相应的决策,研究与无线传感器网络相适应的战场目标识别算法具有重要的实际意义.针对无线传感器网络的自身特点和战场目标所辐射的声频率特性,提出了基于小波包和人工神经网络的无线传感器网络的声目标识别算法.利用小波包对声信号进行消噪处理并特征提取,然后利用神经网络分类器作最后的识别.最后实现了对该声目标识别算法的仿真.试验证明该声目标识别方法应用在无线传感器网络中是可行的.     

基于空时编码的水声MIMO通信系统的应用研究

由于水声信道存在严重的频率选择性衰落和多径干扰,使得水声通信系统的数据率和传输信号的信噪比受到极大的限制。为此,提出了一种基于空时分组编码（STBC）的水声多输入-多输出（MIMO）通信编码方案,即＂空时分组扩频编码方案（space time block spread code）＂,该方案应用扩频技术有效地克服了水声信道中多径干扰对STBC正交性的影响。给出了采用频移键控和差分相移键控调制的STBSC-MIMO实现方案,对方案的误比特率性能进行了仿真分析。仿真和试验结果表明,在多径水声信道中,STBSC-MIMO方案可以得到有效的应用。     

基于HHT的水声通信系统研究

针对希尔伯特黄变换(HHT)能够给出非平稳信号的瞬时频率的特点,提出了HHT调制解调方式。通过RAKE接收和RS纠错编码技术相结合,建立起HHT水声通信系统;并对HHT水声通信系统进行系统仿真,通过仿真的误码率曲线分析了HHT水声通信系统的性能。最后经过湖试,试验数据表明HHT水声通信系统在实际通信环境中是稳定的、有效的,HHT应用于水声通信系统中是可行的。     

FP型传感器局放声测系统的仿真研究

为在线测量变压器油中局部放电产生的超声波,建立了非本征型光纤法珀(FP)传感系统,传感器的传感单元FP腔由石英膜和尾纤端面组成,声波作用于石英膜上产生振动调制入射光波,通过解调含有局放信息的输出信号,可对变压器运行状态进行在线检测。针对FP传感器加工工艺要求高且工业上难以实现的问题,建立了光纤光栅解调系统,该系统具有全介质结构和抗电磁干扰特性。系统仿真和计算结果表明,增加石英膜半径和FP腔的端面反射率,可提高系统灵敏度;通过选择合适的FBG,可得到理想的系统传递函数。     

基于浅海多径时延的复合码水声测距研究

针对浅海环境单发单收水声测距方法运算复杂度较高、易受水下特殊环境影响的问题,提出一种低复杂度且适用于水声多径信道的测距方法。首先将复合码作为同步测距信号应用于水声测距系统,支持快速、准确的信号同步和多径时延检测,然后提出改进加权函数的广义互相关(GCC)算法提取多径时延,最后引入匹配函数将多径时延与传播路径正确匹配,并结合双曲线、三角形等几何方法计算收发端之间的距离。仿真结果表明,在多径及低信噪比(-10 dB)环境下,复合码同步捕获准确率达100%且运算复杂度较低,与相位变换-广义互相关(PHAT-GCC)算法相比,改进加权函数的GCC算法多径时延检测性能提高了将近6 dB,在此基础上,实现了单接收节点对水下目标的测距。     

基于信噪比权值的累量循环平稳检测协作感知

累量循环平稳检测算法可以克服传统能量检测算法对噪声估计误差的敏感性,协作感知可以克服单用户检测中的阴影效应等问题,不同的判决融合方法对协作感知系统的性能有较大影响。提出在协作频谱感知中采用累量循环平稳算法,并利用Chair-Varshney准则进行判决融合。仿真实验表明,与硬判决融合方法相比,该方案可以在不增加融合中心数据量的情况下有效地调高系统的频谱检测性能,性能的提高程度与协作用户的信噪比分布情况有关。     

汽轮发电机组转子动静碰摩故障检测的小波分析方法研究

利用小波分析技术对汽轮发电机组动静碰摩的振动信号进行分析,给出碰摩故障信号在不同尺度下的分析结果。通过多尺度分析,使碰摩故障特征在相应的尺度图上得以体现出来。文中比较了具有相似频谱特性的两类故障信号的小波分析结果,得出了理论分析结果,为汽轮发电机组碰摩故障识别提供了新的思路。最后运用小波碰故障的准确定位进行了讨论。     

一种非对称结构的水声通信同步技术研究

针对水声通信中单一波形设计同步技术存在的适用范围有限的问题,基于伪随机序列、LFM信号以及CW脉冲提出1种非对称同步结构,快速捕捉伪随机序列实现粗同步,有利于技术的硬件实现;利用线性调频信号实现精同步,可为后续处理提供准确的帧同步;最后通过CW脉冲估计得到多普勒系数,为多普勒补偿提供参照。理论研究表明该技术在移动水声通信环境下可给出准确的帧同步以及多普勒因子,并通过仿真试验验证了该技术的有效性与可行性。     

基于物联网技术的多能源设备数据采集方法

针对宁东新能源化工基地水、电、气、热、冷等多能源设备数据采集速率低,质量差的问题,提出了1种基于物联网技术的多能源设备数据采集方法。本方法综合考虑水、电、气、热传感设备的监测细粒度、联动控制策略等因素,建立多能源设备数据采集模型。在此基础上,基于物联网技术,对多能源设备进行并发数据采集,实现多采集策略协同处理和高速采集,并按目标时间将多能源设备采集数据分类存储在智能融合终端中,以开展综合能源边缘控制。应用结果表明:本方法可面向综合能源多尺度采集性能指标和差异化数据结构,实现多能源数据自趋优协同采集,提高多能源采集的准确性与传输效率。     

LTE-Advanced空口监测与分析关键技术研究

空口是终端和基站之间接口,用来建立、重配置和释放各种无线承载业务,是完全开放并保证不同制造商生产的设备互联互通的重要接口,LTE-Advanced空口监测针对最为复杂的空口协议,提供了对空口无线信号的监测和检查的手段,为终端、网络的一致性测试提供第三方评价工具。整体设计通过构建LTE-Advanced空口监测与分析仪表的总体方案,采用多用户随机接入、空口协议分析、安全算法、载波聚合以及多用户业务行为感知的检测与分析等多项关键技术,实现了LTE-Advanced空口L1、L2、L3的协议栈监测、跨层关联分析、5载波聚合分析、48用户业务跟踪、信令过程和用户业务行为监测等完整的空口监测功能。测试和验证结果表明,所有测试均符合标准协议流程,与基站和终端之间实际行为完全一致,为通信设备互联互通存在的各类故障分析和定位提供重要的测试手段,对TD-LTE-Advanced网络建设与优化具有重要意义。     

光学电量多功能传感系统及信号检测方法

提出了一种采用法拉第磁光元件和普克尔斯电光元件相组合的光电量多功能传感系统, 论述了该系统的结构和传感原理。根据传感信号的特点, 给出一种采用基于普克尔斯效应的偏振态控制器的信号检测方法, 详细分析了该检测方法的基本原理, 并进行了试验研究, 试验结果表明, 这种传感系统及传感信号的检测方法是可行的