GemstoneFire: adaptive dispersive ray tracing of polyhedrons

Synthesizing realistic images of gemstones requires techniques beyond the scope of normal ray tracing. The fire of such highly refractive objects is what makes gemstones attractive, and also imposes very high computational overhead to perform time consuming dispersive ray tracing. Gemstones are usually cut in polyhdrons as for example, a brillant cut. After a detailed analysis of the nature of dispersive ray tracing of polyhedral objects, we propose here a new method of using three simple rays adaptively to model the ray spreading caused by dispersive refraction. It is shown that the proposed method reduces the computational complexity to an order close to that of normal ray tracing.     

航空发动机传感器故障鲁棒检测方法

研究发动机传感器故障准确检测问题,现代航空发动机数字电子控制系统对传感器的可靠性要求日益提高。针对航空发动机结构复杂,又工作在高温和高压下,常规采用的传感器故障检测方法的准确性易受到建模误差与外界扰动的影响,造成漏报或误报。为了提高检测精度,提出建立航空发动机数控系统传感器未知输入故障模型,采用特征结构配置的方法,通过配置闭环系统左特征向量实现故障检测残差对不确定性因素的干扰解耦,降低扰动对故障诊断结果的影响。用某型涡扇发动机数控系统传感器故障数字仿真试验表明,所设计的方法对范数有界的不确定量可以实现干扰解耦,抑制干扰对故障检测的影响,改善检测算法的鲁棒性,提高检测结果的准确性,同时满足在线运算的实时性要求。提高了航空发动机的可靠性,保证了安全飞行。     

水平阻尼作为干扰的平台式惯导统一控制方程

研究惯导系统统一控制的优化设计。传统的统一控制采用一体化设计方案,通用性不强。为简捷高效地实现惯导计算机的程序编排,提出了将水平阻尼作为干扰项的平台式惯导统一控制。通过改变系统框图结构,将无阻尼惯导系统和阻尼网络人为分离,水平阻尼网络的输出可视为干扰项。系统控制方程始终采用无阻尼条件下的表达式,惯导系统控制和阻尼网络可以实现模块化设计,使控制的实现形式和推导过程大为简化。给出了惯导计算机的运算流程,并分别在静、动基座条件下,对无阻尼、内水平阻尼和外水平阻尼状态的惯导系统做了仿真。结果表明新的统一控制模型有效体现了惯导系统的参数变化,且设计简便,具有更好的实用性。     

基于下垂控制模式的独立微电网小干扰稳定分析

从电力系统的运行原理出发,开展独立微电网系统运行稳定性研究对于促进分布式发电技术的发展具有重要意义。针对独立微电网系统运行稳定性问题,以李雅普若夫判据和特征值分析法为基础,对基于下垂控制模式的独立微电网系统的小扰动问题展开分析。首先,构建基于下垂控制模式的独立微电网系统数学建模,并基于线性化理论进行小扰动线性化分析,得到系统小扰动线性化状态矩阵;其次,基于李雅普若夫判据理论,对系统小扰动线性化状态矩阵的特征值进行分析,并逐一改变系统各个参数取值范围得到状态矩阵特征值变化的根轨迹;最后,基于状态矩阵特征值变化根轨迹确定系统各参数初步优化结果,并对比各参数优化前后的系统状态矩阵特征值分布情况,理论分析及实验验证表明初步优化后的系统运行可靠性增强。该研究成果可为微电网控制参数的优化选取提供思路和方法。     

An improved light attenuation technique for measuring large interfacial areas

A laser-based light attenuation technique was successfully used to measure interfacial areas as high as 5832 m²/m³ and Sauter mean bubble diameter varying between 50 and 5600 μm. Good agreement between this approach and the photographic technique was obtained particularly at low gas holdups.     

基于虚拟仪器技术的地下水探测系统研究

为了整合磁共振测深(MRS)地下水探测系统的测量与反演功能,结合LabVIEW软件在测量与信号处理方面的优势,利用虚拟仪器技术开发了地下水探测系统的上位机系统软件,实现了对探测系统整个操作流程的管理。根据已知探测地区的拉莫尔频率产生激发信号,送至发射/接收线圈,利用快速关断技术实现了发射与接收的快速切换。将采集的弛豫衰减信号送至反演解释算法模块,采用改进的量子遗传算法与截断奇异值分解(TSVD)的联合方法,反演解释了地下含水层的水文地质参数。野外试验表明,该探测系统的工作稳定性好,验证了反演结果的准确性。     

物联网技术在科研量化管理平台中的应用及探索

科研管理的现代化及高效化是社会发展的趋势,将物联网技术集成到科研管理平台中,能达到高效、科学、高效的效果。完善当前科研管理系统的功能,使得平台除基本的管理功能外,同时具备量化积分功能及论文共享机制等功能,为考核、评价及后续工作提供参考数据,适应当前形势下的复杂需求。     

洪积扇区域渠系工程设计洪水计算探究——以乌鲁木齐河分洪工程为例

通过对乌鲁木齐河分洪工程渠道沿线洪沟洪水的成因分析,对于山区河沟,采用水文比拟法计算出各河沟出山口处的洪水,对于出山口以下纯坡面区域,采用推理公式法计算其小流域暴雨洪水。根据沿线典型洪沟调查洪峰与推理公式法计算洪峰的拟合情况,率定出计算参数m为Ⅲ类,R=1.1、r1=0.76。对小东沟、乌什城沟出山口断面与渠线断面分别进行洪水调查,可知山区河沟出山口以后每公里河长洪峰衰减率为3.7%~3.9%。利用谷歌卫星地图结合现场调查,将分洪渠道沿线洪沟划分为各个相对独立的区域,对每一个区域分别计算出上游山区衰减至渠线断面的洪水和洪积扇区间洪水后,按照调查洪峰流量的比例将该区域洪峰总量分配到区域内与渠线相交的各个洪沟断面,基于工程安全性考虑,对于有汊流的洪沟,其最终设计洪水成果按加成20%进行处理。     

激光遥感图像高速滤波器算法的FPGA实现

针对激光遥感信号高速高精度的要求,利用FPGA的多任务、高速并行性设计系统进行滤波。考虑到激光光电传感器设计的滤波器会有很大的信号衰减,且具有精度要求高的特点,提出了基于 FPGA内部基本逻辑单元、乘法器、存储器,经过乘法分解和时序设计,实现具有可移植性的图像高速分辨的方法。系统采用FPGA设计平台,并用Verilog语言设计程序。试验结果验证,该滤波器对激光遥感信号具有高速、精确滤波功能,同时表明利用低端FPGA设计激光滤波器必将成为未来发展趋势。     

Differential geometry based active fault tolerant control for aircraft

This work shows how to use a differential geometry tool to design a novel nonlinear active fault tolerant flight control system for aircraft. The proposed control scheme consists of two main subsystems: a controller, which is designed for the nominal plant, and a fault detection and diagnosis module, which provides fault estimation. A further feedback loop exploits the fault estimation to accommodate faults affecting the system. The estimate convergence and the stability of the active fault tolerant flight controller are theoretically proved. Finally, high fidelity simulations show the effectiveness of the scheme.