EPB盾构掘进机刀具运动学建模分析

EPB盾构掘进机的刀盘上可根据切削土质的软硬而选择安装硬岩刀具和软土刀具。通过运用空间几何理论以及空间运动学的坐标变换矩阵法对刀盘上安装的正滚刀、边滚刀以及切刀的破岩过程进行分析,得出了刀具破岩的运动规律,建立了刀具工作刀刃的破岩运动学模型。模型的建立有利于对刀具进行磨损和破岩机理以及刀具优化设计的研究。     

线列阵亚声速声电定位装置的研究

针对传统声电定位装置近距离和大靶面射击时亚音速弹丸的报靶精度误差大、装置使用寿命短等问题,研制了一种传感器"一"型等间距布阵方式的线列阵亚声速声电定位自动报靶装置.基于声电定位自动报靶装置的工作原理,给出了该装置的组成、结构及使用方法.实验结果表明:该装置能确保亚声速弹丸穿过传感器阵列时不受外界环境影响,快速、准确地对弹丸定位,适用于亚声速弹丸近距离和大靶面射击时的定位和自动报靶.     

压缩感知算法在阵列测向中的相干信号分辨

现有算法在进行信号重建时,需要原始信号的稀疏信息来控制初始原子集的大小和算法迭代的最大次数,这削弱了重建精度,增加了计算复杂度,限制了其实际应用能力。为了克服这个问题,提出了基于正交匹配追踪算法的改进算法。该算法将阵元个数作为假设稀疏度,在稀疏度未知的初始阶段扩展初始原子集。最后通过对测量信号的幅度进行阈值过滤以实现信号的分辨和信源数的估计。为解决测向人员面对监测软件所指示的多个信号示向度中,无法分辨哪些指示方向是同一个信号源所产生的折反射信号的问题,首次提出了基于压缩感知算法的相干关系分析和相干信号分辨的模型。实测数据结果表明,该算法在不同环境下可以清晰分辨相干信号,并且能够适应多种实验平台。     

相控阵天气雷达站环境参数计算及评估系统研发

作为S波段新一代天气雷达的重要补充,目前广东省正加快建设X波段双极化相控阵天气雷达;如何更好地做好优化布局提升全网覆盖率和探测能力,站点选择是否科学合理显得尤为重要;文章设计一套全新的基于数字高程DEM的探测环境参数智能分析系统,客观、定量、自动计算探测净空投影面积、净空占总投影面积比例、投影阻挡面积比例、探测净空体积、静锥盲区体积、低空盲区体积、扫描立体空域完备度等,在现场选址时能够1分钟内输出综合分析结果和建议;作为辅助选址系统,已经在广东省26部X波段双极化相控阵天气雷达选址中应用,输出结论对现场选址起到了很好的指导性作用,为雷达系统建设快速提供科学决策依据.     

Ultra-low latency and omit-iteration CORDIC algorithm

The pipeline structure Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) algorithm improves its precision by increasing the stages of iterations, which leads to a large delay, excessive consumption of hardware and limits its applications.The omit-iteration CORDIC algorithm is proposed to solve this problem by using the methods of binary to bipolar recoding, folding angle domain, merging iteration and optimizing the lookup table. Simulation results show that this method needs only two clock cycles to get the output and also makes improvement on the hardware consumption and its precision, especially having privilege to the application on high speed and real-time occasions compared with other realization of the CORDIC algorithm.     

基于FPGA的瞬态响应测试仪的设计与实现

为提高瞬态响应测试仪的测量精度和响应速度,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的设计方法.系统设计采用Xilinx公司生产的Xilinx Spartan 3E XC3S500E PQ208 FPGA作为控制核心,实现了对瞬态响应的峰值时间、超调量及调节时间的精确测量,并且能较准确地绘制二阶系统的瞬态响应曲线.系统显示模块采用VGA显示,既节约了IO口资源,又可以更加逼真地显示相应曲线.系统可通过模拟开关实现单脉冲信号的输出,并扩展了语音提示功能,使用更方便.实际测试表明,系统具有运行稳定、参数测量精度高、抗干扰强及响应速度快的优点.     

基于加权平滑l_0范数的单快拍波达方向估计

针对现有基于压缩感知的DOA估计算法估计精度不高的问题,提出一种基于加权平滑l0范数的单快拍DOA估计算法。所提算法采用一种新的加权方式,在构造一个恰当的平滑连续函数后,根据接收数据的初始解确定一个合适的递减的{σ}序列[σ_1,σ_2,?,σ_J],并对每一个σ值,用最速下降法来求解l0范数的逼近函数H_σ(S)的最小值;然后将该σ值作为下一次迭代的初始值,并在每次迭代开始时更新权值,通过多次的迭代获得逼近函数的最小解,即逼近的最小l0范数。通过仿真实验表明所提算法可对DOA进行有效估计,且容易实现、精度较高,与未加权的改进平滑l_0范数DOA估计方法相比具有更好的估计性能。     

复合岩体的TBM破岩机理数值模拟

为了指导TBM刀盘刀具的研制和不同地质条件下刀盘刀具的选型,TBM破岩机理的研究成为核心。在TBM滚刀的作用下,岩体中裂纹的生成、扩展和连接规律是深刻理解TBM破岩机理的前提,因此,TBM滚刀破岩机理的研究具有重要的工程应用价值。目前,TBM滚刀破岩机理的研究主要集中在单一岩体中,但在TBM施工过程中会遇到各种复杂的地质条件。笔者采用离散元方法,研究了复合岩体的破岩机理,复合岩体中岩片的形成不同于单一岩体,其裂纹的最终连接是由起裂于复合岩体交界面上的微裂纹的扩展,将两滚刀之间的赫兹裂纹连接,最终形成岩片。因此,在一定情况下复合岩体更有利于TBM隧道施工。     

超声导波电磁声换能器的研究进展

超声导波具有检测范围大、检测效率高等优点,广泛应用于板、管等典型波导结构的缺陷检测.作为超声导波换能器类型之一,电磁声换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)得到广泛关注和快速发展.综述了近20年来超声导波电磁声换能器的研究进展.主要包括:针对板和管结构超声导波检测的单模态EMAT结构设计;用于提高激励导波的能量和模态单一性的EMAT线圈与磁体结构参数的优化,针对非金属材料检测的新型贴片式EMAT的结构设计;阵列技术在EMAT性能优化上的应用和在缺陷定位和成像上的应用.     

基于二阶锥规划的共形阵列宽带方向图综合

针对目前共形阵列方向图综合算法中全局优化算法计算复杂度高,已有凸优化算法不能处理宽带信号的问题,提出了一种基于二阶锥规划的共形阵列宽带恒定束宽方向图综合方法。该算法首先推导并建立了更为简单的共形阵列宽带信号模型;然后在频域上构造空间响应变化约束,并在空域上构造方向图的目标函数和约束条件;最后利用二阶锥规划求得最优权矢量,实现宽带信号方向图综合。理论分析和仿真结果表明,该方法能够有效地获得期望信号并抑制干扰信号,在计算复杂度上低于全局优化算法,且阵列响应具有良好的频率一致性。