基于激光冲击的航空发动机风扇性能优化设计

航空发动机风扇性能是整个发动系统的核心,为了优化航空发动机的性能,提出一种基于激光冲击的航空发动机风扇性能优化系统设计方案。系统采用嵌入式设计技术,采用激光冲击技术进行航空发动机风扇性能相关参数检测,进行航空发动机风扇智能控制算法设计。结合传感器分布式检测技术进行航空发动机风扇转动状态测试,对航空发动机风扇性能优化系统的模块设计包括AD模块、智能信息处理模块、集成控制模块、激光冲击时钟控制模块、中断模块以及复位模块组成,采用激光冲击进行发动机风扇性能的智能监测和状态模式识别,结合ADSP-BF537进行发动机风扇性能检测的数据分析和智能控制,实现系统硬件设计。测试结果表明,设计的航空发动机风扇性能优化系统能实时监测风扇状态特征,提高对发动机风扇的远程智能控制能力。     

电力通信光纤线路状态自动化监测系统设计

以提升光纤线路故障监测精准度和监测效率为目的,设计电力通信光纤线路状态自动化监测系统。系统的数据预处理模块,采用改进神经网络从中心数据库中提取光纤线路的故障特征向量;光纤线路在线监测模块将提取到的故障特征向量作为BP神经网络的输入,实现光纤线路的故障监测;并将故障监测结果传送至光纤线路状态预警模块,经分析过滤后,在光终端机上形成故障预警;通过结果展示模块展示光纤线路监测结果和预警结果,并生成抢修建议及方案,实现光纤线路状态自动化监测。实验结果证明:该系统的故障位置定位误差小,误差最大值仅为0.005 km;抗干扰性能强;光纤线路的监测准确率及效率高;具备较好的用户使用满意度。     

浅埋偏压连拱隧道现场监测与结构受力分析研究

针对浅埋偏压连拱隧道结构受力的复杂性,结合石红高速大中山1#连拱隧道的实际情况,选择典型断面埋设监控量测设备对隧道施工过程中围岩变形和结构受力进行适时监测,并结合有限元分析软件MIDAS,对中隔墙空间受力特征进行研究.得出了支护结构在偏压作用下和施工扰动下的受力状态和变形特征.结果表明,在浅埋偏压条件下,减少支护结构受力的不均对于保证隧道结构稳定的重要性以及运用监控量测与数值模拟相互印证的方法可以更准确地分析隧道结构的稳定性,更好地指导施工.     

轴承自供能监测的径向电磁式能量俘获建模与实验研究

无线网络和低功耗微电子技术的进步推动着设备健康监测技术的网联化和智能化发展.轴承作为旋转设备的关键部件,对国防、轨道交通、风电等重大装备的健康状态起到了非常重要的作用,实现轴承状态监测的微型化和自供能是装备智能化的重要技术基础.论文针对于轴承无线传感器网络的供能问题,提出了一种用于轴承自供能监测的径向电磁式旋转能量俘获建模方法,并通过引入环形Halbach永磁阵列增强了线圈中的磁场强度,提高了能量俘获系统的输出性能.基于磁荷理论和空间坐标变换给出了环形Halbach永磁阵列的径向磁场计算方法,进而利用电磁感应原理建立了电磁式旋转能量俘获系统的输出电压模型,仿真分析了不同参数对系统输出电压的影响.有限元仿真和不同转速下的实验结果验证了所建立模型预测输出电压的准确性,同时功率测试实验表明设计的俘能系统在1000 rpm转速下可实现81.2 mW的输出功率.     

基于BRISK的模板匹配在变电设备红外监测中的应用

为了提高电力系统变电设备红外监测的效率,同时对多个相似目标进行监测,提出了一种改进的基于BRISK（Binary Robust Invariant Scalable Keypoints,二进制鲁棒尺度不变特征）的模板匹配方法。首先在对目标模板图像与被监测图像预处理的基础上,利用BRISK算法提取模板与被监测红外图像的特征点,生成二进制描述子;利用滑动窗口在被监测图像上等步长滑动,检测出图像中存在的多个疑似目标区域,然后通过Hamming距离来判断正确匹配点对,从而正确识别变电设备。通过实验平台进行了相关实验,通过与模板匹配方法比较,该方法明显减少了运算量,充分满足系统实时性要求,提高了变电设备红外监测的效率。     

一种电磁频谱管理盲监测技术

复杂电磁环境下对无线电信号进行监测时,基于时频分析的传统监测方式对频谱混叠信号难以进行识别．针对这一问题,提出了一种电磁频谱管理盲监测技术．在分析研究了盲源分离的理论基础上建立了基于最大信噪比算法的盲监测模型,基于该模型仿真实现了6路频谱混叠无线电信号的分离提取．仿真结果表明：应用所建立的模型能够实现频谱混叠无线电信号的监测分析,判明所监测无线电设备的工作频率、信号形式和带宽等主要特征．     

电磁频谱监测设备部署优化算法

以电波传播环境、监测设备的监测性能为分析基础,建立了监测设备监测能力模型、协同监测能力模型及监测区域部署效率模型.基于自适应遗传算法,将电磁频谱监测设备部署优化作为协同优化问题,以监测区域的监测能力最优为评价准则,设计了一种电磁频谱监测设备部署智能优化方法,提高了监测设备利用率,充分发挥各监测设备的监测能力,达到监测设备部署优化的目的,并通过仿真验证了本算法的实用性和有效性.     

基于热红外卫星遥感的火山灰云监测研究

热红外卫星遥感技术能够准确地进行火山灰云监测。针对火山灰云热红外卫星遥感图像,通过利用主成分分析（Principal component analysis,PCA）方法解决了热红外卫星遥感数据具有波段相关性和数据冗余问题,并提高了火山灰云的监测精度。以 MODIS 热红外卫星遥感图像为例,利用PCA方法对火山灰云进行监测研究,并采用USGS标准光谱数据库对监测出的火山灰云光谱特征进行验证。结果表明：PCA方法能够有效地提取出火山灰云信息,且得到的火山灰光谱特征与USGS标准光谱数据库的光谱匹配度达到了81.65%,具有较高的精度。     

鲁米诺的合成与振荡化学发光

鲁米诺的合成与化学发光是一个极具展示度的基础化学实验。近年来,国内部分高校陆续开设了这一实验,引起不错的反响。为进一步丰富和提升该实验的科学理论内涵,我们进行了如下改进：1)在合成部分引入机械搅拌、硫粉还原和微波合成,实现安全、快速、高效制备高纯度鲁米诺的目的;2)在单次化学发光的基础上,特别引入宛如星辰闪烁般的振荡化学发光反应(鲁米诺/H2O2/SCN-/Cu2+/OH-振荡体系),该反应涉及非平衡态热力学和非线性化学等重要概念与基础理论知识,激发学生的求知欲;3)设计并搭建了可与荧光光谱仪配套使用的简易微型磁力搅拌加热装置,实现了对振荡化学发光的光强和振荡周期等数据的实时定量监测,使学生可以自行设计对比实验,探究影响振荡反应过程的因素,并总结振荡反应规律。该实验涵盖了多学科的重要知识点,兼具科学性与趣味性,对培养学生的探索精神和创新意识具有重要意义。     

血液-血管耦合特性与脉搏波传播特性的关系

脉搏波既不可简单地理解为可压缩血液流体中的压力纵波,也不可简单地理解为沿固体血管传播的涨缩位移横波,而是超乎普通想象的流-固耦合和纵波-横波耦合的复杂波。从分析耦合本构关系的新途径出发,本文中提出了一个流-固耦合/纵波-横波耦合的串联模型,可为解读“位数形势”中医脉诊提供更丰富的信息。结果表明,脉搏波耦合系统的等效体积压缩模量K_s以及相应的耦合系统脉搏波传播速度c_s主要依赖于两个无量纲参数：血液-血管模量比K_b(p)/E(p)和薄壁血管径厚比D(p)/h₀,它们因人而异、因人的不同脉搏位置而异。文中定量分析了它们对c_s的影响,显示人体的K_b/E值在10³数量级,从而c_s值在10⁰～10¹ m/s数量级,以适应人体生理生化反应。由临床有创测量,证实脉搏体积横波与脉搏压力纵波是相耦合地以相同速度传播;还显示脉搏波是在其波阵面上具有氧合生化反应的“生物波”。此外,还讨论了“脉压放大”现象与非线性本构关系和与血管分叉处加载增强反射之间的关系,并讨论了Lewis关于重搏波形成的假设。