Damage localization of marine risers using time series of vibration signals

Based on dynamic response signals a damage detection algorithm is developed for marine risers. Damage detection methods based on numerous modal properties have encountered issues in the researches in offshore oil community. For example, significant increase in structure mass due to marine plant/animal growth and changes in modal properties by equipment noise are not the result of damage for riser structures. In an attempt to eliminate the need to determine modal parameters, a data-based method is developed. The implementation of the method requires that vibration data are first standardized to remove the influence of different loading conditions and the autoregressive moving average (ARMA) model is used to fit vibration response signals. In addition, a damage feature factor is introduced based on the autoregressive (AR) parameters. After that, the Euclidean distance between ARMA models is subtracted as a damage indicator for damage detection and localization and a top tensioned riser simulation model with different damage scenarios is analyzed using the proposed method with dynamic acceleration responses of a marine riser as sensor data. Finally, the influence of measured noise is analyzed. According to the damage localization results, the proposed method provides accurate damage locations of risers and is robust to overcome noise effect.     

基于便携式闪电探测器的设计与实现

为了解决能在任何地方和任何时候探测闪电的问题,提出便携式闪电探测器设计的新方法。闪电探测器以MSP430F5438为控制中心,结合新型闪电传感器AS3935获取风暴前沿抵达探测器的估计距离。闪电探测器将距离和闪电发生的时间一起显示在Nokia 5110液晶模块上,并发出不同频率的报警声音,距离和时间信息也自动存入EEPROM。另外,闪电探测器带按键,实现人机交互,方便查看闪电发生的历史记录。经过试验证明,该闪电探测器具有探测准确性高、功耗低、成本低、体积小的优点,适合实际使用。     

不同防风标准雨量计的观测差异

针对不同的防风标准在翻斗雨量计观测时对风场变形误差的防护作用,从降水总量随风速波动的变化、设备间的均方差及其相关系数和观测时间灵敏度等几个方面对观测数据进行分析。数据分析表明不同的防风标准翻斗式雨量计对风场变形误差的防护作用存在一定的差异,其中SMALLDIFR具有更高的时间灵敏性,在雨量比较大时,偏斜式雨量计更优。     

基于中分辨率成像光谱仪数据的洋面云检测新方法的研究

提出了一种利用中分辨率成像光谱仪热红外窗区通道数据进行云、晴空分离的新方法。该云检测算法从热红外窗区通道亮温出发,并结合水汽廓线,运用水汽规度法计算规度因子的值,利用规度因子的数值状态实现分离云和晴空,从而达到云检测的目的。经过大量的实验,并将结果与中分辨率成像光谱仪官方云检测产品作对比分析,结果表明准确率为91％,算法具有可行性。     

基于遗传算法的瞬变电磁法线圈阵列优化设计

为解决瞬变电磁检测技术遇到地底干扰物时在探测精度方面的不足,从载流直导线出发,利用磁场矢量叠加原理,计算单个正三角形空间磁场分布,设计了一种正三角形发射线圈阵列。为得到更好的磁聚焦特性,利用遗传算法对线圈阵列的具体参数进行优化。仿真结果表明:87.5%及以上的磁场能量集中在半径0.113m的特定区域内。说明该线圈阵列在较小目标区域实现了聚焦,具有良好的聚焦性,可以应用在瞬变电磁检测技术发射回线中。     

一种程控宽频带多波形信号发生器的研制

针对目前专门的函数信号发生器IC功能简单、精度不高、调节方式不灵活等缺点和DDS芯片外围电路设计复杂、成本较高等问题,设计研制了一种程控宽频带多波形信号发生器。该信号发生器采用单片机STC89C52控制专用函数发生器MAX038实现,通过键盘设置输出波形类型、频率、占空比和幅度等各种参数,采用闭环控制方法对输出频率自动反馈控制以提高频率精度,并由八位LED显示器实时显示状态信息。实际运行结果表明:该系统可以产生频率范围在1Hz~20MHz、幅度在2~10V(VPP)连续可调、占空比在10%~90%变化的三角波、锯齿波、方波、正弦波和PWM波,输出频率精度小于0.01%。该仪器具有电路结构简单、性能优良、成本低廉、功能多样、使用方便等优点,在生产实践和科技研究领域中具有广泛的应用前景。     

GPS软件接收机捕获方法研究

为解决GPS软件接收机中频信号的捕获问题,首先基于FFT的并行码捕获实现了对基带信号的粗捕,对粗捕的捕获判决进行改进,采用自适应门限值调整方法,即基于次高峰判决,同时对次高峰的寻找采用开窗原理;然后利用FFT的频域分析方法进行精捕。与传统相位差分精捕不同,利用FFT频域内对中频信号进行精捕,通过增大FFT变换的点数来提高精捕频率的分辨率,同时具体给出了粗捕和精捕的具体捕获步骤以及主要的技术问题;最后利用一组GPS实测数据对上述分析进行了计算,实验结果表明：基于FFT的GPS信号的粗捕与利用FFT的频域精捕方法非常有效,捕获快速准确,可以满足GPS软件接收机的要求。     

基于GPS信号和Klobuchar电离层模型反演地磁北极

基于地磁对电离层的影响,尝试利用GPS信号和Klobuchar模型估计地磁北极在地理坐标系中的位置,并建立了相应的数学模型。理论分析和数据验证了方法的可行性,如果进行Klobuchar模型的区域化改进和算法的完善,将更有利于地磁北极估计的可靠性和估计精度的提高。     

用PCI中断实现射电望远镜跟踪的方法

讨论运用PCI 9054(美国PLX公司生产的接口芯片)作为接口芯片的PCI(Peripheral Component Interconnect)板卡的软硬件设计,以实现天线跟踪的两个时间同步中断。利用标准秒信号中断作为系统时钟同步信号,并同步产生时间间隔为20ms(或40、50ms,可选)的中断信号,来处理天线跟踪指令输出。中断信号通过PCI中断口INTA#接入计算机,在驱动中识别不同的中断信号,并在应用程序响应中断处理后,命令ACU(Antenna Control Unit)机,实现射电天文望远镜的同步跟踪。其控制过程分3部分阐述:硬件设计、驱动程序设计、安装及应用;着重讨论了前两者的设计方法及思路。     

VLBI相位校正信号提取的软件实现方法

从VLBI相关处理结果中提取的延迟值包括了天线、终端等设备的时延,必须对其加以修正,最终结果才能达到精度要求。提取相位校正信号,可以消除这些设备引入的时延,从而校正同一波前信号到达基线两端的几何时延。该文介绍了提取相位校正信号的原理、算法及软件实现方法。软件采用多线程和SSE技术,具备4台站多通道全部相位校正信号提取能力。