基于窄带物联网的水务管网参数监测系统设计

近几年随着城市供水管道的日益复杂化,城市供水系统的监测变得难以管理。为了更好地监测城市供水系统的运行状态,借助窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)的低功耗优势,设计了一个基于NBIoT的水务管网参数监测系统。该系统以低功耗STM32L4芯片为控制核心,实现了供水管网实时数据的采集与NB-IoT数据的传输,水务管网的参数会被上传至服务器并通过浏览器显示。本文重点设计了现场数据采集设备的硬件电路,开发了NB-IoT的网络传输。测试表明,该监测系统实现了水务管网的数据远传和远程控制,具有一定的研究和开发价值。     

带肋钢筋与灌浆料黏结性能试验

为灌浆料在预制装配式结构及加固改造领域提供理论依据,进行了27个带肋钢筋-灌浆料拉拔试验,研究了试件的破坏模式和黏结强度随变量的变化规律,分析了灌浆料开裂、压碎过程及与过程相对应的典型黏结-滑移曲线各阶段.基于试验数据,拟合了灌浆料黏结锚固强度公式、黏结强度对应的滑移值公式和黏结应力-滑移关系式,提出了钢筋在灌浆料中的锚固长度经验值.结果表明:随着保护层厚度增大,试件平均黏结强度不断增大,相比于混凝土,保护层厚度增大相同幅度,灌浆料黏结强度增长慢;随着钢筋直径增大,平均黏结强度减小;随着钢筋锚固长度增加,试件平均黏结强度降低,相比于自密实混凝土,锚固长度增加相同幅度,灌浆料黏结强度增长快;强度等级相同时,灌浆料黏结强度高于普通混凝土;钢筋与灌浆料间黏结性能和钢筋与混凝土间黏结性能有差异.     

Impact of EBG Structures' Positions on the Performance of an EBG Antenna

Six circularly polarized patch antennas with electromagnetic band gap (EBG) arranged at different locations were studied. These EBG antennas were compared in terms of impedance bandwidth, axial ratio (AR) bandwidth and radiation patterns. When the EBG cells were placed closer to the edge of the substrate, the EBG antenna had a larger front radiation and a narrower bandwidth. Integrating the EBG cells closer to the center of the patch resulted in a wider impedance bandwidth, a wider axial ratio bandwidth and a decreased front gain.     

一种高增益多频带微带贴片单元的设计

设计了一种由圆、正八边形、矩形组合构成的微带贴片天线,其使用同轴线馈电。采用有限元法对所设计天线的电特性进行了仿真研究。同时也对天线在不同尺寸参数下的性能指标进行了对比分析。结果表明,天线兼具高增益和多频带的特性,在2.25~2.33GHz、3.51~3.7GHz、4.34~4.6GHz频带内,带内回波损耗全部小于-10d B,天线最高增益达到7.37d B,且天线的E面和H面辐射波束较好,半功率波束宽度约是60°;仿真结果证实了所设计的天线具有良好的性能指标。     

速度滑移对液静压轴承油膜微流动影响敏感度

为了使液体静压轴承油膜性能的研究更加准确,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)和有限差分方法,研究了液体静压轴承间隙油膜微流动的速度滑移现象及其对轴承性能的影响,并定义敏感度物理量对影响程度进行评估.在传统油膜流动假设条件基础上,引入Navier速度滑移边界条件对传统的Reynolds方程进行修正,通过有限元差分方法求解修正后的Reynolds方程,采用梯形积分公式求解轴承承载力等性能参数,对速度滑移影响的轴承性能的敏感度做出定量和定性分析.研究结果表明:油膜压力分布、轴承的承载力、动刚度及油腔流量等轴承性能对速度滑移都有一定的敏感性.最大油腔压力随滑移系数的增加而减小;速度滑移在一定程度上提高了轴承承载能力和油腔流量,但同时降低了轴承动刚度,流量对速度滑移的敏感度最大达到100%.     

基于机电阻抗法的桁架结构加载状况监测

采用机电阻抗法监测三跨桁架结构加载状况,并利用BP神经网络方法进行结构载荷的定位和定量研究.首先,研究激励频率对压电陶瓷片感知结构变化的灵敏度的影响,并选取最佳敏感频段为190~200 k Hz.然后,测得2个监测节点独立性良好,有助于实现载荷定位监测.最后,将采集到的桁架结构加载时的部分阻抗虚部数据进行合理的数据压缩后作为输入样本.压缩前后的数据对比显示这种压缩方法具有可靠性.建立并训练神经网络,剩余部分数据经过相同处理后作为测试样本对训练好的BP网络进行测试.实验结果表明:基于机电阻抗法,利用神经网络可有效实现桁架结构中载荷的精确定位与定量.     

冷连轧过程控制中轧制力和前滑模型的综合自适应

为了提高冷连轧过程控制系统中轧制力模型的设定精度,提出了一种轧制力和前滑模型的综合自适应算法.通过建立综合自适应目标函数,以变形抗力和摩擦系数模型中的自适应系数作为寻优参数,并采用Rosenbrock算法求解目标函数,可以同时得到满足轧制力模型和前滑模型计算精度的自适应系数.该模型自适应算法可成功应用于某1 450 mm冷连轧机组.结果表明,采用该模型的综合自适应算法后,轧制力设定精度显著提高,且满足在线控制要求.     

飞机防滑刹车模糊滑模变结构控制研究

滑模变结构控制具有好的快速性和强的鲁棒性,非常适合工作环境复杂的飞机刹车系统,但其固有的抖振问题亟待解决。针对飞机防滑刹车系统的高度非线性,设计了一个模糊滑模变结构控制器。在滑模变结构控制基础之上,通过模糊逻辑的调节作用实现附加控制,柔滑控制信号,削弱抖振,提高控制品质。仿真结果表明,飞机防滑刹车系统能够很好地跟踪最佳滑移率,控制方法合理有效。     

降耗节能单相永磁同步电动机的研制

针对单相永磁同步电动机起动困难和运行时功率因数低的问题,计算和分析了起动过程中电磁转矩、转差率与起动电容之间的关系,获得使得起动转矩值最大的电容值,以缩短起动时间;通过调节补偿电容来调控电机功率因数,从而降低运行电流实现节能.仿真和样机实验表明,正确选择起动电容值可以提高电机自起动性能,实时调节补偿电容值可以获得明显的节能效果.研究工作和结论对开发高起动性能的高效单相永磁同步电动机有参考价值.     

一种高频带利用率的PCSS-OFDM通信技术

为了提高扩频OFDM通信系统的频带利用率,提出了一种将并行组合扩频技术和OFDM技术相结合的并行组合扩频OFDM通信系统.对该系统进行了理论分析和建模仿真,并和频域扩频多载波CDMA系统进行了对比.结果表明,在高斯白噪声信道下,并行组合扩频OFDM系统不仅具有较高的频带利用率,而且在信噪比较大时可靠性优于频域扩频多载波CDMA系统;在多径衰落信道下,尽管并行组合扩频OFDM系统的可靠性比频域扩频多载波CDMA系统差,但是在一定程度上提高了系统频带利用率.