平原区河道流速分布规律及其在横向声学多普勒流量测验系统中的应用

横向声学多普勒流速仪(H-ADCP)因其测验的自动高效和信息传输的快捷在流量测验中得到广泛应用。针对现状代表流速选取存在水文物理含义不明的缺点,根据垂线流速分布理论模型,并结合实测垂线流速资料,提出了平原区不同类型河道流速分布拟合模型,并实际引用。应用结果表明：基于幂指数函数和一元多项式函数拟合的流速分布模型能够用于H-ADCP层流速到垂线流速的转化,率定的单断关系精度可靠,可为H-ADCP测流系统流速率定单断关系提供新的方法。     

微型热式流速传感器及其在微型飞行器翼表流场测量中的应用

阐述了微型热式流速传感器测速的基本原理,并结合微型飞行器(MAVs)的特征,介绍了微型热式流速传感器在微型飞行器翼表流场测量中的应用,以及整个测量系统的组成.传感器敏感元件选用薄膜铂热敏电阻,采用恒压式工作方式,通过风洞试验,对传感器进行了测试,并运用最小二乘法进行模型辨识.实验结果表明,所采用的流速传感器测量范围为0 m/s～12 m/s,测量精度为4%,基本满足微型飞行器翼表流场测量的使用要求.     

热阻式流速仪的设计

阐述了流速仪的组成与热平衡原理,并结合实际情况在水体流场中得到了良好的应用.其控制方式采用恒流方式和恒温方式.此流速仪主要测量渠道的时均流,测量范围为0～2m/s,低流速(0～0.5m/s)的精度达到1%;高流速(0.5～2m/s)的精度达到3%.     

一种基于机器学习的顺直明渠断面流速场模型构建方法

顺直明渠流量的精确测量，对于水资源的合理利用、调配市县流域水量以及了解污水走向等具有重要意义。其中，渠道断面流速场的准确构建是实现高精度流量计算的关键。目前国内外针对明渠流速分布的研究尚不完善，普遍存在实测样本缺少、精度较低等问题。针对上述问题，提出了一种基于机器学习的顺直明渠断面流速场模型构建方法。该方法首先通过测量渠道参数与少量流速数据，建立并优化断面流场CFD模型，以获得足够训练样本；然后将随机森林和支持向量机作为基学习器，建立基于集成学习的流速场预测模型。该方法可以实现仅通过对表面流速的测量，准确构建顺直明渠断面流速场的目标。实验结果表明，与几种常用的机器学习方法相比，该模型均方根误差最多减小了30.21%，最少减小了2.81%。且该方法的均方根误差均在5%以内，符合国家标准，可以实现流速场的高精度构建。     

高精度超声流量传感器建模

介绍基于Prandtl的流速分布经验公式、光滑管的Prandtl方程和粗糙管的Colebrook方程的超声流量传感器建模,以及超声流量计高精度测量的实现方法。通过M atlab仿真分析流速分布指数和流速分布系数的计算方法及其对流速测量的影响。最后,通过实验数据的误差分析,验证模型的正确性,其测量精度可达1%。     

PSO-ELM的浆体管道临界淤积流速预测模型研究

针对浆体管道临界淤积流速预测难度大、精度低等问题,提出了粒子群优化—极限学习机(PSO-ELM)的临界淤积流速预测模型.利用PSO算法对ELM模型参数输入权值和隐元偏置进行优化,应用优化得到的ELM模型对预测集进行预测.通过实验仿真得到预测结果的最大误差为5.73%,预测效果优于常规的ELM模型和反向传播(BP)神经网络模型.     

声学多普勒流速快速测量的设计

传统的多普勒流速剖面测量仪将混频正交与低通滤波在软件中实现,存在测量时间长、精度不高等问题。为解决上述问题,采用运算速度更快、内存容量更大的STM32H743单片机作为主控芯片,同时设计了将信号混频、正交与FIR低通滤波在硬件电路中实现的多普勒流速剖面仪,这样大大减少了CPU的运算时间,提高了测量精度。运用FFT算法进行信号质量分析,利用自相关算法计算出各层流速。通过试验,对测得的多普勒频偏以及流速进行分析,结果表明,系统的设计满足在实际小型河流中的精确测量,具有可行性。     

单波束声学多普勒流速仪垂向在线测流应用研究

通过应用单波束垂向式声学多普勒流速仪(V-ADCP)进行在线流量测验,探索单波速V-ADCP的安装和流速数据处理计算方法。采用转子式流速仪对V-ADCP进行比测,分析V-ADCP采用相对水深某个区间范围内的单元流速计算垂线平均流速的方法,率定符合水文相关规范的V-ADCP测流的单断速关系,并确定单断速关系可生产应用的范围。通过对V-ADCP在线测流的应用,得到精度较高的单断关系,实现流量在线监测,可为进一步推广V-ADCP在线测流的应用进行探索。     

流速分布规律在横向声学多普勒流量测验系统中的应用

横向声学多普勒剖面流速仪(H-ADCP)因其测验的自动高效和信息传输的快捷在流量测验中得到广泛应用.针对现状代表流速选取存在水文物理含义不明的缺点,根据垂线流速分布理论模型,结合实测垂线流速资料,提出平原区不同类型河道指数、一元多项式流速分布模型,并实际应用于百渎口站H-ADCP测验系统的单断关系率定.应用结果表明:基...     

大规模网络中IP流流速分析

作为Internet流量模型研究的重要组成部分,IP流流速反映了各种不同应用类型的流量在网络中对实际负载的贡献情况。通过分析和寻找对IP流平均流速产生主要影响的若干关键因子,可以为基于IP流的流量模型提供必要的条件。本文首先分别对IP流的三种主要构成部分：TCP流、UDP流和ICMP流的平均流速从协议分析的角度进行建模,从平均流速模型参数分析中,获得在不同阶段对决定IP流平均流速的若干主要影响因子;然后,使用采集自各种不同时间、不同应用背景和不同负载的大规模高速网络的TRACE作为研究对象,通过试验分析的方法,对所选取的TRACE中不同协议类型的IP流平均流速进行统计分析,检验这些因素在实际网络中在不同流长的情况下对IP流平均流速的贡献,从而验证了本文所提出的IP流平均流速影响因子的可靠性。     

速度加角速度匹配传递对准方法研究

以主惯导和子惯导的速度差和角速度差作为观测量,设计速度加角速度匹配传递对准方法。推导了速度加角速度匹配微分方程,建立了速度加角速度匹配的线性滤波模型。速度加角速度匹配传递对准方法作为计算参数匹配法和测量参数匹配法的结合,比较传统的速度匹配传递对准方法利用了更多的观测信息,因此,对方位的估计精度高,估计时间短。     

基于粒子滤波的速度轨迹补偿

在膛内测速中,恢复经过特殊信号处理得到的速度缺失段时,会受到烟雾、火光和冲击波等因素的干扰,此干扰会导致实际获取的运动目标在出膛口时刻的多普勒信号能量特别微弱,速度出现相应的缺失,降低了测量的精度.针对此干扰,采用基于粒子滤波（PF）对速度轨迹做补偿的方法,避开速度缺失段对速度曲线进行采样插值,首先对插值后缺失段速度进行拟合,的方法得到缺失段速度模型,然后再利用此模型对速度进行恢复优化.由于膛口速度是判断目标出膛时刻的关键影响因素,而速度缺失段通常出现在运动目标出膛口时刻,因此采用基于粒子滤波（PF）对速度轨迹做补偿的方法对速度缺失段的恢复显得至关重要.     

基于混合高斯模型和模板匹配的目标测速

针对目前视觉测速方法存在检测精度低、鲁棒性差的问题,研究了一种结合模板匹配和混合高斯模型的测速方法。首先,利用混合高斯模型进行背景建模,提取出仅包含目标轮廓信息的前景区域图像。其次,使用参数优化的模板匹配法获取目标的高精度像素位移。最后,使用改进的二维测量模型法精确获取目标对应的像素尺寸。利用目标物理尺寸与图像中目标像素尺寸的比例关系来计算实际速度。实验结果显示,该方法对不同形状目标在不同速度下的测速结果的相对误差均在5%以内,准确度较高。     

低速风洞稳风速控制系统的设计

在风洞模型试验过程中,洞内风速是否稳定将直接影响到实验结果的准确性,因此,稳风速控制系统是风洞测控系统中重要组成部分。以江苏技术师范学院信控研究所研制的低速风洞测控系统为例,简要介绍其稳风速控制过程。     

压阻式流速传感器研究

介绍了一种流速传感器的工作原理、结构设计和关键工艺。该传感器基于毕托管的工作原理来测量流速,采用压阻式差压传感器测量流体中的总压与静压之差。整个装置体积小、重量轻,可实现便携式检测。对流速传感器的标定测试方法进行了探讨和试验验证,实际测量和使用表明:流速测量结果准确可靠,准确度达0.5%FS。     

插入式静电传感器空间滤波法流速测量

插入式静电传感器在测量煤粉流速和保证其安全输送有较好的应用。利用插入式静电传感器和空间滤波原理提出了一种新的测量固相颗粒传送速度方法。根据得到的插入式静电传感器的点电荷数学模型,推导得到了固相流速的空间滤波测量原理,同时,采用"3dB"原则获取信号的截止频率实现了固相流速在线测量。通过实验,验证了插入式静电传感器空间滤波原理的可行性,并在流速为2 m/s～7 m/s时,分别进行了实验验证。实测结果证实了插入式静电传感器空间滤波原理测量流体速度方法是一种有效的方法。     

基于Kriging插值的PIV算法在污水流速测量中的应用研究

针对污水管道中流体成分的多样性和流动型态的复杂性,借鉴粒子图像测速中的流场测量思想,提出了基于PIV(粒子图像测速)算法的管道污水流速测量方法.将该算法应用于污水流速测量时,发现由于伪矢量和缺失矢量的存在,导致测量结果精确度降低的问题,进而提出应用Kriging插值的方法对PIV算法进行改进,最终实现管道污水流速的有效测量.最后,在实验室搭建了实验模拟平台,对提出方法进行了仿真测试,测试结果表明,与传统的PIV测速方法相比,该方法能有效提高测量精度,保证测量结果的准确性.     

燃煤发电厂高温高尘烟气流速静电测量技术研究

高温烟气流速(流量)是实现燃煤电厂选择性催化还原脱硝(SCR)过程优化控制的关键参数之一,提高烟气流量测量的准确性对于提高SCR系统脱硝系统效率和控制NOX排放浓度具有重要意义。针对燃煤电厂烟气管道管径大、截面速度分布不均匀、含尘量高等特点,利用烟道内飞灰颗粒起电,开展了基于静电原理的SCR区高温高尘烟气流速测量方法研究。开发了接触式棒状静电互相关高温烟气流速测量系统,在实验室输送带装置上进行了性能实验评价研究,并对某330 MW燃煤机组锅炉脱硝系统入口烟气流量进行了现场测试。试验结果表明在3.1 m/s^43.6 m/s速度范围内,速度相对误差优于4.8%,重复性误差小于4.1%,验证了静电法烟气流量测量方法的可行性和准确性,并适用于高温高尘烟气恶劣现场环境,为开发新型可靠的高温烟气流速在线测量系统提供了技术基础。     

基于陀螺仪的炮塔角速度测量装置的设计

针对国内炮控系统性能参数测试中对角速度测量的成本较高、操作复杂、时间较长等问题,设计了一种基于MEMS陀螺仪的炮塔角速度高精度测量装置,通过中值滤波、均值滤波以及加权平均融合的方法,抑制了测量噪声等因素对炮塔角速度值的影响.通过在转台和坦克上对该装置进行标定和测试,分析了滤波和融合前后的实验结果,其对炮塔角速度的测量精度可达0.02°/s.该装置操作简单、灵敏度高、成本较低、实用性强,能有效地提高测试精度,节省了人力物力,缩短了测量时间,满足实际应用的需求,具有很高的实用价值.