稀疏表示噪声抑制算法提升BOTDR系统信噪比的研究

针对布里渊光时域反射仪(BOTDR)系统信噪比低的问题,利用三维布里渊增益谱(3D-BGS)内部存在的相似性及冗余性,提出基于稀疏表示的BOTDR信噪比提升算法。通过分析稀疏表示基本原理和3D-BGS的空间域相似性,可知随机噪声能够在稀疏重构过程中作为残差被丢弃,阐明了降噪算法的可行性。利用离散余弦变换(DCT)构建初始字典,同时采用K-奇异值分解(K-SVD)和正交匹配追踪(OMP)算法进行字典及系数矩阵更新,进而实现三维布里渊增益谱(3D-BGS)的重构和降噪。仿真结果分析表明,当添加10 dBm高斯白噪声时,信噪比提升了5.26 dB。研究证明,稀疏表示算法为应用图像处理方法提高BOTDR系统信噪比供了新的思路及理论依据。     

电液伺服比例阀控缸位置控制系统AMESim／Matlab联合仿真研究

以电液伺服比例阀控缸位置控制系统为研究对象,通过对电液伺服比例阀控液压缸系统的详细分析,建立了液压系统的动态数学模型.利用Matlab软件中的动态仿真工具Simulink,构造了电液伺服控制系统仿真模型,对其仿真.并利用AMESim和Matlab/Simulink的各自优势建立了联合仿真模型,进行了仿真分析,取得了良好的效果,并详细进行了性能分析与研究.同时分析了影响液压系统动态特性的主要因素.     

矿用刮板输送机双机驱动系统功率平衡研究

双机或多机协同驱动系统在实际工况中常常受到众多硬性、不可逆机械因素影响而出现功率不平衡、出力不协调、相互牵制运行等情况,导致系统运行不匀速、不稳定。针对这些问题,对双机驱动系统提出了限幅PID、磁链观测与间接转矩反馈的控制方案,建立了基于转矩闭环反馈的定子电流、转速、磁通三环矢量驱动系统模型,利用MATLAB中Simulink框图设计环境对其进行了仿真。仿真结果表明,该方案能够有效地使双电机按各自额定容量比重分配负载,达到功率平衡的运行状态。     

输送带运输物料双视点测量方法研究

为了提升带式输送机输送物料流量测量的准确性,提出一种线光源辅助工业CCD相机的物料截面立体视觉测量方法;基于非接触视觉检测理论,通过研究瞬时截面面积的优化算法,利用同一测量面中上、下两视点的相机采集到的图像中激光线的轮廓特征,计算物料流的瞬时横截面积,实现输送带输送物料流量的测量。测试结果表明,测量准确率为96%以上。     

基于Sagnac的分布式光纤传感声学传感器

介绍了一种基于Sagnac的分布式光纤声学传感器. 这种声学传感器通过光电探测器、 数据采集卡、 滤波器和音频放大将3×3耦合器处干涉的光信号转换为电信号且实现音频信号的还原. 为了研究此分布式光纤声学传感器的性能, 分析了基于零频点实验声源扰动定位的原理, 并运用快速傅立叶变换将时域信号转化为频域信号显示声源扰动产生的零频点. 实验结果表明, 基于Sagnac的分布式光纤声学传感系统可以很好地实现声音信号的还原和定位.     

瑞利散射辅助的分布式光纤测温系统

为了提高基于单模光纤的分布式光纤拉曼测温系统的传感性能,基于后向瑞利散射信号与反斯托克斯信号强度比值的双路解调方案,设计了一种瑞利散射辅助的分布式光纤测温系统,并在累加平均去噪算法的基础上,采用小波阈值降噪算法,有效提高了系统性能。实验结果表明,在10.5 km的单模光纤上,系统的测温精度可达±1.0℃,并实现了多点升温实验,能够满足实际工程应用的需求。     

实时扰动频率控制的自适应陷波器研究

针对工频干扰范围在49Hz~51Hz区间波动时,传统自适应陷波器存在滤除精度不高的问题。本研究采用快速傅立叶变换实时提取工频干扰频率值,并设计补零法在保证精度的前提下提高系统实时性。在FPGA上采用下降沿检测获得快速傅立叶变换结果的极值,通过排序法拟合出干扰频率。设计基于实时扰动频率控制的自适应陷波器,在线改变自适应陷波器的陷波频率,实时补偿干扰频率变化。研究结果表明,实时扰动频率控制的自适应陷波器,能够更好滤除49Hz~51Hz范围工频干扰,提高滤波性能。     

基于专家系统的跳汰机风阀自动控制

本文提出基于专家系统的跳汰机风阀自动控制方案,对风阀参数进行闭环控制。专家系统根据知识库中的专家知识,对水位传感器和γ射线辐射探测器检测的数据进行计算、推理以及判决,对风阀参数进行适当的调整,以达到最佳的控制效果。     

井下水情监测系统通信方案研究

针对井下水情监测系统远距离信息传输不可靠、网络自恢复能力差等问题,笔者以RS585和光纤以太网为基础,设计了具有物理层抗干扰及应用层超时重传、定时复位功能的通信方案,完成将距离较远、位置分散的现场水情信息准确纳入指挥中心,实现了井下水情的远程监测及统一调度。试验结果表明,该方案设计的通信网络工作稳定,满足实时监测的要求。     

A Modular Design of LMS Adaptive Filter Based on FPGA

针对LMS自适应滤波器在FPGA上实现结构灵活性的问题,提出了一种模块化设计方法。根据LMS算法结构特点,结合FPGA硬件语言特点进行模块化设计,分别阐述了各模块设计结构,对模块进行并行调用与综合。对模块化设计的自适应滤波器与纯串行及纯并行设计的自适应滤波器所占用的资源以及处理速率进行比较,8个并行模块结构比全串行结构处理速率快了近7.6倍,硬件资源占用比全并行结构减少了近50%;结果说明模块化LMS自适应滤波器设计具有更加灵活的结构特点。