新型矿用钻机开孔定向仪的标定及误差补偿技术

为提高煤矿开孔定向的效率和精度,本文首先综述了煤矿井下开孔定向的常用测量方法,并对这些方法的优缺点和发展趋势进行了总结.在此基础上本文提出了 一种基于单轴高精度光纤陀螺寻北系统结合低成本三轴MEMS捷联惯导跟踪系统的新型测量方法.本文介绍了新测量系统的总体结构,重点进行了误差特性分析,确立了确定性误差和随机误差的来源.对于系统确定性误差中的加速度计误差,在常见一次模型的基础上建立了三阶非线性模型,对高阶项进行辨识补偿;同时对确定性误差中的陀螺误差进行建模,对其常值零偏、刻度系数和交叉耦合误差进行辨识补偿.对于系统的随机性误差,对光纤陀螺和MEMS陀螺数据分别进行时间序列分析,基于AIC准则进行模型选择并建立ARMA(2,1)时间序列模型,并采用卡尔曼滤波进行数据处理.设计并进行系统级试验和卡尔曼滤波试验,试验结果表明:所建立的各类误差模型能够有效提高传感器精度和系统级精度,结果满足实际钻孔开孔的需求.     

周期激励下基于延迟传递率函数的结构模态识别方法

针对传递率函数运行模态分析方法易受环境激励中周期性分量影响，难以准确辨识结构真实模态参数的问题，推导了周期性激励对传递率函数模态参数识别的影响。在此基础上，提出了一种延迟传递率函数的构造方法，运用延迟传递率函数对周期性虚假极点进行辨识，并结合常规传递率函数识别的系统极点，实现了结构真实模态参数的有效识别。借助四自由度系统和某泵站厂房结构算例对所提出的方法进行了验证，结果表明，该方法在激励中包含周期性成分的情况下，能够准确地辨识结构模态参数，具有较为广阔的工程应用前景。     

太阳风引起的地磁扰动的辨识建模

本文作为地磁扰动系统辨识研究系列的第３篇文章，首先对太阳风－磁层能量耦合进行分析，在此基础上总结和建立一个含有待定参数的物理模型．然后利用参数辨识方法，具体地确定这些参数和函数，从而得到一个完整而确定的数学物理模型，并对这一模型的实用性和可信度进行检验．另外，还选择１９７２年８月事件进行了一次预报实验，即根据太阳耀斑的观测，利用ＨＡ方法和文中得到的模型，分两步实现对地磁扰动的预报．     

确定精密重力仪相位滞后方法的研究

从系统辨识的原理出发,给出了确定精密重力仪相位滞后的一种方法,即记录精密重力仪在阶跃信号作用下的输出数据,利用这些数据对仪器的传递函数进行辨识,从而确定重力仪对各潮汐波产生的相位滞后角度.用这种方法对ET-21地潮重力仪进行了相位滞后的确定,并给出这台仪器对15个主要潮汐波的相位滞后角度.     

人工值守台数字化地震仪标定原理

推导了人工台数字化地震仪的分段标定公式，提出数字化记录系统的微分近似标定和拾震器阻尼衰减法标定的方法，并提供了不同短周期地震仪与数字化地震仪并行的藕合方式和标定计算公式。     

规整化标定在地震遥测系统中的应用

规整化标定是模拟观测地震仪器标定的一种方法。系统介绍了规整化标定仪器的方法、参数，发现它有许多优点，是标定遥测地震仪器的一种较理想的方法。     

电磁法相关辨识抗干扰机理研究与数值模拟

电磁法勘探在城市地下空间探测、老矿山深部找矿等领域具有强烈的应用需求,但这些区域往往面临着较强的人文电磁干扰,传统的抗干扰措施已无法满足实际需求.近年来,基于伪随机码的相关辨识技术在工业系统、现代通讯等领域已经得到了广泛应用,在抗干扰方面表现出了明显优势.本文将相关辨识技术应用到电磁法观测之中,重点研究了利用相关辨识技术进行电磁法观测的抗干扰机理和数据提取方法,通过数值模拟分析了相关辨识技术的抗干扰能力及其在电磁法上的应用效果.模型试验结果表明:相关辨识技术可以准确地恢复大地电磁响应,且相比于传统的抗干扰技术,相关辨识技术有效地提高了强干扰条件下电磁数据的信噪比.     

相关辨识谱激电法及野外实验

与常规互相关法辨识系统脉冲响应的方法不同,本文提出了一种直接由循环互相关法辨识系统频率特性的方法,用于地球物理谱激电法勘探.具体方法是:采用编码源信号为激励波形,运用循环互相关法可恢复出系统的频率响应.仿真计算结果表明:本方法在强干扰条件下可高精度辨识出待辨识系统的频率响应,较高的采样率和叠加次数可有效提高测量精度.野外谱激电法实验中,采用编码源激发,中间梯度装置,最大供电极距5200 m,接收电极距20 m,阵列式同步采集,供电电流8 A条件下,在强干扰工作区获得了可靠的视电阻率、相对相位和金属因素剖面异常.通过实测数据分析:该方法有助于提高系统频率响应的辨识精度,且有很高的频率分辨率;增加采样周期数是在强干扰区获得高质量数据的有效途径.     

新一代电法勘查仪器——伪随机信号电法仪

分析了现有电法勘查仪器存在的问题,指出解决这些问题的出路是,利用现代系统科学关于"系统辨识"的新成就,建立全新的电法勘查仪器.推导了基于伪随机信号系统辨识,利用传统电法勘查装置,获得大地系统冲激响应,进而计算阶跃响应和频率响应的计算公式.在此基础上,阐述了建立伪随机信号电法勘查仪器的思路和原理框图,以及新仪器的优点.     

微震仪标定精度的分析与改进

从微震仪标定的基本公式出发，以误差理论为基础，以ＤＤ—１型地震仪为例，导出标定中各因素对标定精度的影响；并用概率统计方法，对标定精度做了比较符合实际的计算，进而提出了提高标定精度的改进措施。     

Stiffness identification of two- and three-dimensional frames

Four widely used structural system identification methods are presented. Based on Bayesian estimation theory, two new formulae and their derivations are shown. Time domain responses of two frames when subjected to the ground motion of the El Centro earthquake are computed then transformed to the frequency domain. Frequencies and mode shapes of frames are extracted from Fourier spectra. Using these frequencies and mode shapes, a parametric study is conducted, and the system identification methods are compared and discussed. The importance of a prior analytical model on the rate of convergence of the revised parameters is investigated. Recommendations are given regarding the feasibility of each method for more accurate estimation. A model suitable for parameter identification of three-dimensional frames is presented. This model, with different identification methods, is used to estimate the parameters of a two-storey frame.     

NCDSN台站DIMAS系统中震相标识的再现

NCDSN台站的数字地震资料在PC机上通常使用DIMAS系统进行处理,当用户使用WGSNPLOT.EXE图形分析软件分析处理完一个地震,它不会像SUN工作站上使用的ARS系统那样能对处理过的波形及标识进行存储,以便需要时重新显示于屏幕上,本文在这方面作了一些探索,所开发的软件能使数字地震波形的标识重新显示在波形图上,使得再次分析使用变得简单易行。     

Substructural first‐ and second‐order model identification for structural damage assessment

This paper presents two methods to perform system identification at the substructural level, taking advantage of reduction in the number of unknowns and degrees of freedom (DOFs) involved, for damage assessment of fairly large structures. The first method is based on first‐order state space formulation of the substructure where the eigensystem realization algorithm (ERA) and the observer/Kalman filter identification (OKID) are used. Identification at the global level is then performed to obtain the second‐order model parameters. In the second method, identification is performed at the substructural level in both the first‐ and second‐order model identification. Both methods are illustrated using numerical simulation studies where results indicate their significantly better performance than identification using the global structure, in terms of efficiency and accuracy. A 12‐DOF system and a fairly large structural system with 50 DOFs are used where the effects of noisy data are considered. In addition to numerical simulation studies, laboratory experiments involving an eight‐storey frame model are carried out to illustrate the performance of the proposed method. The identification results presented in terms of the stiffness integrity index show that the proposed methodology is able to locate and quantify damage fairly accurately. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

阜新盆地裂隙网络空间信息模型的建立及其应用

瓦斯(煤层气)突出是指煤矿生产过程中,从煤层、岩层及采空区放出的各种有害气体在工作面上富集并涌出,从而引起瓦斯爆炸的煤矿灾害.因此,查明煤层瓦斯富集区域,对可能瓦斯突出点进行预报和应用,是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题.本文应用地理信息系统基本原理,结合煤层气地质学、构造地质学等学科的理论和方法,对游离态的煤层气进行深入研究.在此基础上借助ArcGIS平台,根据游离态的煤层气的生、储、盖条件建立了分析模型及空间分析数据库;应用于王营井田,在此基础上预测了王营矿区游离态的煤层气的可能聚集带,为今后的煤层气勘探指明了方向.     

APPLICATION OF OFF-LINE AND ON-LINE IDENTIFICATION TECHNIQUES TO BUILDING SEISMIC RESPONSE DATA

The objectives of this paper are to present a comparison of the dynamic characteristics of a seven-storey reinforced concrete building (Van Nuys–Holiday Inn) identified from four recorded strong-motion response data (Whittier earthquake, Landers earthquake, Big Bear earthquake and Northridge earthquake). In the analysis, time-domain methods for estimating the system parameters and the modal properties of the building are studied. Both off-line and on-line identification algorithms are applied to these seismic response data. Under the assumption of a linear time-invariant system the ARX model and ARMAX model are used. Comparison of the identification results using different models are made. In addition, recursive procedures are adapted as on-line identification and the time-varying modal parameters are estimated. For structural systems under strong earthquake excitation, a recursive identification method, adaptive forgetting through multiple models (AFMM), is introduced to identify systems with rapidly changing parameters. Through the analysis of the seismic response data of the building subjected to four earthquakes the identification algorithm and the identification results are discussed.     

A three-stage identification approach for hysteretic systems

This paper deals with the identification of the parameters of a smoothed hysteretic model which was proposed by Bouc and Wen with emphasis on restoring force hysteresis. The problem of estimating the parameters of this system on the basis of input-output data, possibly noise corrupted, is considered. Through the application of various simulated time histories from the hysteretic model, a three-stage systematic method of system identification was proposed. Four different methods of identification are arranged and conducted in this three-stage system identification. The first stage, a sequential regressional analysis is used to identify the equivalent linear system from which elastic or inelastic response can be identified. The identified parameters can be used in the stage when the system is in elastic response. In the second stage, both time domain least-squares method and Gauss-Newton method are applied. The convergence of the Gauss-Newton method can be guaranteed if the identified results from least-squares method are adopted as the initial values for Gauss-Newton method. In the third stage, the extended Kalman filtering technique is needed to identify the noise-corrupt data. Application of this algorithm to a SDOF non-deteriorating system is verified.     

结构损伤识别方法研究综述

对工程结构进行损伤识别与检测,可以发现结构损伤位置,评估损伤程度,为结构加固与修复提供依据,从而保证工程结构正常运行,进而保护人们生命财产安全,因此结构损伤识别方法研究一直是土木工程领域重要研究课题。结构损伤识别方法总体上分为确定性方法和不确定性方法,相比于确定性方法,不确定性方法考虑了识别过程中不确定因素的影响,成为目前损伤识别领域的研究热点。本文回顾了确定性方法和不确定性方法发展历程,阐述了几种常见的损伤识别方法及其优缺点,并根据国内外研究现状对结构损伤识别方法发展进行了展望,可供损伤识别方法研究与应用参考。     

储层裂缝识别与评价方法新进展

裂缝发育程度决定着低渗储层的渗流和产出能力,但由于裂缝发育机制的复杂性,故裂缝性油气藏一直是勘探的重点和难点.目前裂缝评价方法多以常规测井资料为主,结合其它分辨率较高的诸如FMI测井、地层倾角测井等.本文列举的计算机层析成像技术、ANN技术、灰色系统评判法是在裂缝研究领域相对有效的识别和评价方法,在油田的现场应用中取得了良好效果.     

地震预警震级计算方法研究综述

地震预警系统是减轻地震灾害的有效手段之一,世界上多个国家和地区都已经建立了地震预警系统,并在实际应用中取得了显著的减灾实效.由于地震预警系统应用中的高度时效性要求,预警震级计算是整个地震预警系统中最重要也是最困难的一部分.本文回顾总结了地震预警研究中采用的一些震级计算方法,并将其归纳为三大类算法:与初始周期相关的算法、与初始幅值相关的算法和与初始强度相关的算法.对每种算法都做了详尽介绍和仔细分析,同时列举出与该算法相关的研究成果.通过对这些算法的分析总结并结合我国地震观测台网的实际情况,作者推荐τc、Pd两种方法作为我国地震预警系统建设中优先采用的两种预警震级算法.     

框架结构的串联多自由度简化体系等效刚度参数的识别法

地框架结构和高耸建筑物进行地震反应分析时它常常被简化为串联多自由度体系。本文对此体系的刚度参数提出了一般的计算方法－参数识别法。