应用于多旋翼MAVs的姿态测量系统

应用一个三轴加速度计、三个单轴角速率陀螺和一个三轴磁强计等微机械惯性传感器,设计廉价轻量姿态测量系统,研究了姿态角推算算法。在以往的姿态测量系统中,陀螺偏差和动加速度的影响限制其应用。将角速度陀螺的误差作为状态量导入到系统,动加速度作为噪音项导入到观测方程中,然后利用扩展卡尔曼滤波器来构成姿态估计算法来降低误差。实际飞行中对比商用高精度传感器和多次室外飞行测试表明,设计的系统能够应于旋翼MAVs。     

涡流阵列传感器半解析模型的直接FFT构建方法

针对分布式激励源涡流阵列传感器半解析模型的构建问题,提出了传感器半解析模型的直接FFT构建方法。该方法首先通过虚拟采样和FFT得到传感器导线界面处线电流密度的傅里叶变换系数,然后根据层状介质空间中场量傅里叶变换系数传递关系,经反FFT得到场量的空间分布。建模过程和数值计算结果表明此方法不仅简化了半解析模型的建立过程,而且直接将激励源导线宽度考虑在建模过程之中,提高了建模精度;建立了该传感器的应用物理模型,数值仿真结果表明该传感器对其周围介质空间的电磁属性较为敏感,可望将该类型的传感器运用于金属结构的在线监测之中。     

完备ARRs集的生成方法及传感器优化配置应用

广泛应用于故障诊断和传感器优化、分析、证实的解析冗余关系(Analytical redundancy relations,ARRs)缺乏系统、有效的方法来产生完备ARRs集,为此,提出了一种逐次消元法。该方法以系统元关系(Primary relations,PRs)为基础,通过若干次循环消元过程,生成了完备ARRs集,同时生成了对应的假定特征矩阵(Hypothetical signature matrix,HSM);基于HSM,把传感器优化配置问题映射为一个特殊的0-1整数规划模型,并用分支定界法求解该模型。应用表明,该方法能在不降低故障检测率、隔离率的前提下减少传感器数目,降低了测试代价,对故障诊断中的传感器配置问题有借鉴意义。     

基于车型识别的BP算法Matlab实现

车型识别具有广阔的应用前景,BP神经网络在车型识别中能够提高车型的识别率。在任何车型大致都可以抽象成一个"工"字型情况下,提取其中的顶长比、前后比和顶高比这三项相对参数作为BP神经网络的输入参数。采用三层3-8-3的BP神经网络,并用14对输入参数离线训练,再用4对新数据进行检验,均得到了预想的期望值。     

双轴加速度传感器MXC62025JV在Windows ARM平台的搭建以及驱动的实现

加速度传感器在手机、PAD、防盗等多种电子设备产品中有着广泛的应用。目前绝大部分的加速度传感器都是搭建在Android或者IOS平台,很少处于Windows ARM平台,但Windows ARM平台是一个重要的平台,在Windows ARM平台这类驱动的相关研究的缺失,对于Windows ARM平台是一个很大的遗憾。本文以MEMSIC产品MXC62025JV为例,阐述双轴加速度传感器在Windows ARM嵌入式系统中的应用。     

高坝泄洪诱发场地振动响应分析及传播规律

为研究高坝泄洪诱发场地振动的问题,提出一种基于黏弹性人工边界的有限元数值模拟和水力学模型试验相结合的方法计算场地振动响应。以国内某工程为例,计算不同工况下场地振动响应,分析泄洪量和泄洪调度方式对场地振动的影响,揭示不同岩体条件下振动波的传播规律。结果表明:该工程各种泄洪方式都不会对周边居民的生活造成影响;泄洪量越大,下游场地振动响应越大,当3个溢洪洞泄洪条件一致时,采用2号洞泄洪最不利;同等泄洪条件下,采用4洞均分泄洪的振动响应小于按设计开度泄洪的振动响应;模型范围内放大振动波的主因是断层左右岩体性质的差异,断层的存在进一步加大了放大效应。     

基于CMIP5的中国西北地区暖湿化演变研究

为了解中国西北地区历史与未来时期的气候演变趋势,以CMFD再分析数据集及CMIP5全球气候模式输出数据为基础,从时空维度详细分析了西北地区历史气候的演变特征并对区域未来气候发展进行了预估。结果表明：1979-2018年西北地区的气温、降水量以及近地面空气比湿均呈现出明显的增加趋势,且未来极有可能继续增加;此外,降水量在年内的分配过程越趋均匀化,且降水结构在2001年左右发生了较大突变。整体来看,西北地区的历史气候演变显示出高度的暖湿化倾向。未来情景下,西北地区的气候将继续朝暖湿化方向发展,同时降水量的年内分配不均匀性也将进一步减小,且在RCP8.5排放情景下表现的更为突出。本研究可为西北地区气候变化的影响评估提供参考,同时也为水利、农业、气象和生态等部门的决策提供科学依据。     

北京市城区雨量站网最优布设模式研究

雨量监测的准确性对城市防洪减灾和保障城市运行产生重大影响,雨量站网布设模式直接影响区域雨量监测的准确性.选取北京市中心城区为研究对象,采用数理统计相结合的方法,在现有雨量站网布设的基础上,设置11个雨量站密度梯度(T1～T11),对北京市中心城区雨量站网布设合理性进行评价,提出最优雨量站布设方式.通过2年21场降雨实测数据分析结果表明,T10雨量站网布设密度实测面雨量值与目标值相差0～3.3％;最大雨量控制率和最大雨强控制率达100％;均方根误差(RMSE)、相对误差(Rd)、绝对误差(MRE)分别为0.3、0.007 7和0.22,NSE系数为0.999 9接近于1.综合考虑面雨量值、最大雨量及最大雨强等3个参数,同时考虑雨量站的后期维护管理.认为T10(8 km2/站)梯度雨量站数量和布设较为合理,8 km2/单站雨量站的布设模式为城区雨量监测最优站网布设模式.本研究旨在解决如何科学、经济、合理布设雨量站网这一基本问题.     

复掺粉煤灰+改性硅灰高性能水工混凝土试验研究

针对部分水利工程建设地区地下水和土壤中含侵蚀物质较高且骨料呈碱活性现象,文章进行了不同水胶比和不同粉煤灰+改性硅灰掺量下的高性能混凝土配比试验.结果表明:混凝土的强度随水胶比和粉煤灰掺量的增大而减小,当水胶比为0.3时,粉煤灰24％+改性硅灰6％的混凝土强度最高;高性能混凝土的水胶比建议不大于0.35,且粉煤灰掺量不宜过高,当水胶比为0.35时,粉煤灰24％+YK-Ⅲ6％的抗氯离子和抗水渗性能最佳;所有试验组的14天膨胀率均低于0.2％,最大膨胀率为0.031％,起到了很好的抑制碱骨料反应的设计要求;各试验组均能够有效抵抗浓度为20250mg/L的硫酸盐溶液的侵蚀,其中,当水胶比为0.3时,粉煤灰24％+改性硅灰6％的效果最好;试验结果可为类似地区水利工程推荐施工配比、指导工程实践提供帮助.     

妫水河入官厅水库水污染成因及减排措施评估

为保障妫水河入官厅水库入流水质达标,分析水质成因,分步制订水质改善措施。采用MIKE21耦合植物作用的Ecolab生态水质模型,对妫水河下游入官厅水库断面至东大桥断面、支流三里河水域进行模拟。通过对丰水期和枯水期监测数据及模拟结果进行分析,流域上游来流水量及水质、区间污染源及河流湿地等自净作用是影响官厅水库入流水质的主要原因,其中:妫水河入流污染负荷对水库入流水质贡献率最大,丰枯水期氨氮、总磷和总氮的贡献率分别为18.32%～45.76%、9.31%～31.17%和29.34%～67.56%;区间入河污染源氨氮、总磷和总氮削减率分别为19.41%、31.31%和24.94%;丰枯水期河道自净对氨氮、总磷和总氮削减率分别为44.85%～61.29%、51.40%～77.92%和8.40%～23.06%。为改善官厅水库入流水质,在流经城市区的妫水河下游及三里河修建了河流湿地公园,对区域污染源进行截污,使得入库水质可达到Ⅲ类水。为长远确保官厅水库的水质,控制来流水质和加强流域治理是关键,同时营造岸带湿地,对水质改善有积极的作用。研究结果及方法可为水库污染防治及负荷量削减提供理论依据。