传输线中高速信号反射建模分析与优化

单向点对点传输线是目前应用最广泛也是最基本的传输线类型. 传统单一建模分析方法已不能完全满足对高速信号的分析. 对传输线中高速信号反射现象结合集总模型与分布式模型进行建模, 分析了线长、过孔对信号反射的影响; 对解决信号反射的阻抗匹配方案进行建模仿真, 分析匹配电阻、分支线长、过孔以及端接电压对信号反射的影响, 通过理论分析与仿真验证证明设计方案的可行性与实用性. 所提出的分析设计方案已应用到多个产品的设计中.     

高速列车风对转向架空气弹簧装置影响的探讨

指出高速列车风对空气弹簧悬挂系统的作用已远超过１２级强台风．分析了高速工况下系统背压的变化及变背压对系统正常工作的影响．经适当简化导出了以马赫数表示的高速转向架空气弹簧背压计算式及垂直刚度修正式．     

基于MAX155和KMZ52的电子指南针的实现

介绍了电子指南针的工作原理，采用高速A／D转换器MAX155，完成了对KMZ52二维磁阻传感器输出信号的同时采样，提高了系统的精度．同时，采用跳转技术对偏差及温度漂移进行了补偿，减少了温度等因素对本系统造成的影响．     

差分对非对称性对信号完整性及噪声的影响

采用时域有限差分方法及各项异性介质完全匹配层为吸收边界条件,以正弦信号为激励源,研究差分对接收端在理想端接及仅匹配端接差分信号两种条件下,激励信号相位、幅度及差分对的非对称性对接收端信号完整性、对相邻微带耦合噪声的影响。研究结果表明:激励信号及差分对均对称时,相邻微带线的近端耦合噪声幅值远小于远端耦合噪声;负载端理想端接可减小信号源相位、差分对结构的非对称性对信号完整性的影响及激励信号相位不对称对远端噪声的影响,但接收端理想端接并不能有效减小激励信号幅值的非对称性对信号完整性的影响及激励信号幅值、差分对结构的非对称性对远端噪声的影响;差分对非对称性对近端噪声的影响大于激励信号非对称性对其产生的影响。     

差分格式余项效应分析及格式的改造和优化

利用差分格式的ＭｏｄｉｆｉｅｄＰＤＥ，对差分格式的余项效应进行了系统的分析．其方法比Ｆｏｕｒｉｅｒ方法更直接、全面和具有构造性．利用所导出的数值耗散关系和色散关系，可对格式的稳定性质、耗散和色散性质，以及群速度效应进行改造，并为设计高效能、高分辨率格式指出了方向．此外，以某些不稳定格式的改造为例，进一步证明了方法的效能．     

数值滤波的理论分析

采用差分方法的数值余效应理论———数值耗散和色散效应，特别是数值群速度效应，对数值滤波方法的设计、分析和改造，作出了比较深入的研究，第一次揭示了数值滤波的数值耗散，色散调节的机理和量级．并且利用新的方法进行了数值试验，效果是满意的．     

弥散非线性信道自适应均衡器

提出一种基于非线性差分方程模型的弥散非线性信道自适应均衡器。在弥散非线性信道上传送高速数据信号时，根据正文估计原理和快速正交算法，利用接收信号序列和训练序列可以迅速估计出该差分方程的基向量和权系数。所提出的自适应非线性均衡器的结构使其具有较好的自适应功能．模拟结果表明，采用这种自适应均衡器可使高速音带数据传输系统的误码性能改善３个数量级。     

DM642高速图像采集系统的电磁干扰设计

针对高速数据采集电路中的电磁干扰问题,提出一种有效的抗干扰设计方案.利用信号传输线理论,对高速图像采集系统中影响信号完整性的反射、串扰和地弹等问题进行了理论分析,对系统电源、地、时钟、高速信号线等重点网络的电磁干扰设计进行理论指导和设计,并且对DM642与SDRAM间的高速信号线进行PCB(print circuit board)的反射、电磁干扰等仿真分析.设计中电源和地独立分层布线,尽量减少时钟线过孔,信号布线尽量等长.结果显示系统信号传输的过冲幅度小于0.7 V,电磁干扰强度在FCC标准控制范围之内.     

纯金属Al热型连铸凝固过程数值模拟

采用交替显式直接差分法建立了热型连铸凝固过程温度场模拟的差分数值方法，并研究了不同工艺参数对温度场分布的影响．模拟结果表明，采用交替显示差分格式建立差分方程进行热型连铸过程温度场模拟计算，计算过程简单，所得计算结果严格收敛，说明交替显示差分格式建立差分方程的合理性，是一种较好的建立差分方程的方法．连铸速度对纯金属Al凝固时固液界面的位置影响较大，随连铸速度增大，液固界面位置从型内向型外移动，与实验结果一致，说明采用计算机模拟技术是可行的．     

偏振度方法跟踪偏振模色散性能的研究

采用琼斯和斯托克斯表示，基于主偏振态理论和一级近似，给出了光通信系统的信号偏振度与偏振模色散的关系式．运用MATLAB，评估了偏振度方法对40和80Gbps系统中的偏振模色散的跟踪性能．得出偏振度方法可以稳定地跟踪到1．5个位周期内的差分群延迟，具有良好的啁啾容许度．当脉宽指数为0．45时，对差分群延迟的跟踪上限高达2个位周期；在差分群延迟约为0．5个位周期时，跟踪灵敏度达到最大值．     

微流量控制钻井中两相许用钻杆下行速度研究

针对微流量控制钻井中气液两相许用钻杆下行速度问题,考虑气体滑脱、相与环空壁面阻力、回压及井底压 差,开展了对不同井深的气液两相许用钻杆下行速度半经验模型的研究,获得了气液两相许用钻杆下行速度的变化规 律。当钻杆在气液两相中下行运动时,回压的增大使井筒空隙率减小、气液两相密度增大,加载在井底的有效压力增 大,从而使许用钻杆下行速度减小;当井底气侵量增大,此时井底压力小于地层压力,许用钻杆下行速度增大,可借助 增大的激动压力消除一部分井底与地层欠压差;当井底安全压差减小,许用钻杆下行速度呈减小趋势。控压钻井中精 确计算钻杆许用下行速度,可增大钻井时效。     

基于机械系统动力学自动分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析水平井钻柱一井壁接触仿真分析

钻柱在高曲率、长水平段的水平井中与井壁接触状态十分复杂,接触状态又直接影响钻进过程中钻柱的摩阻扭矩,进而影响井的延伸极限。因而,较准确、全面描述全井钻柱系统与井壁的接触状态是保证钻柱摩阻扭矩分析结果可靠的前提。基于ADAMS软件,结合力平衡理论、Hertz接触理论和相似原理,建立了与真实测试试验装置具有一致钻井参数的水平井全井钻柱-井壁动态非线性接触模型,分析了全井钻柱接触力分布情况,研究了起钻速度、下钻速度、钻压和转速对接触的影响规律。结果表明：接触力峰值出现在弯曲段;起、下钻速度均对弯曲段钻柱接触状态影响明显,速度相同时起钻比下钻时接触力大;增加钻压可减小全井钻柱的平均接触力;钻柱旋转会在水平段中前部出现小幅密集接触。仿真结果为钻柱摩阻扭矩测试试验装置提供了合适的钻柱与井壁的接触力测量位置,便于利用该装置开展钻柱摩阻扭矩等相关研究。     

高速电路设计中的终端匹配技术

分析了高速电路设计中由于终端阻抗不匹配而引起的信号反射现象,论述了几种可以有效的消除或削弱信号反射的终端匹配技术,包括简单的并联终端匹配,戴维南并联终端匹配,RC并联终端匹配和串联终端匹配技术.并阐述了不同终端匹配电路的构成和应用及各自的优点和缺点.     

动力钻具旋转钻井时极限转速计算

为了提高机械钻速、降低摩阻,动力钻具钻进时常常采用旋转钻井,旋转转速的选择直接影响到钻柱安全工作。依据钻具受力状态,结合钻具材料和钻具结构,确定钻具的有限疲劳寿命,建立了转盘极限转速的计算方法,编制了相应的工程软件。此方法能够应用于斜井、短半径水平井、阶梯水平井等,所计算确定的转盘转速高效可靠,已在大庆油田阶梯水平井设计和施工中得到应用。     

预焙炭阳极环形槽炭碗设计的仿真研究

在工业铝电解槽阳极中,炭碗底部由于存在较大的铁-炭间隙而无法导电.针对这一弊端,提出了一种环形开槽的阳极炭碗设计.采用数值模拟的方法,考察了环形槽炭碗设计对阳极物理场的影响及机理.数值计算结果表明,在重力作用下,工业阳极炭碗底部存在1.2mm左右的初始铁-炭间隙,而环形槽炭碗设计能够将炭碗底部的初始铁-炭间隙降低到约0.2mm.因此,阳极运行时,采用环形槽炭碗的阳极中磷生铁和钢爪的热膨胀能够使炭碗底部的铁-炭间隙闭合,从而与炭碗底部产生接触应力,进而增加炭碗导电面积、改善阳极电流分布.采用环形槽炭碗设计能够降低阳极电压降约22mV,而对阳极温度场分布没有显著影响.     

基于振动与声音信号深度学习的岩性识别方法

岩性识别对地质勘查和储层评价具有重要意义,科学有效地开展岩性自动识别的相关研究能够有效地为勘查过程提供指导,减少工作的盲目性和冗杂性。针对常见的砂岩地层,选择三类砂岩,基于室内微钻试验台,设计钻杆转速、钻孔深度和钻孔位置三个变量,检测钻进过程中产生的振动和声音特征信号。将采集的振动和声音信号预处理,提高信噪比,生成数据集。将振动和声音的数据集按6∶2∶2的比例划分为训练集、验证集和测试集,之后分别构建二维卷积神经网络和一维卷积神经网络并使用训练集和验证集训练岩性识别模型,最后运用未经训练的测试集验证模型准确率。模型训练完成后,以频谱图为数据集的振动信号识别模型准确率达到95.19%,以梅尔频率倒谱系数为数据集的声音信号识别模型准确率达到73.58%。研究结果表明,不同岩性在钻进过程中产生的振动和声音信号具有不同信号特征,基于振动和声音信号的岩性自动识别方法可以较好地实现几类砂岩的自动识别,这为地质勘查时的岩性自动识别提供了参考与依据。     

钻杆反转运动及其弯曲频率分析

根据塔里木油田井身结构尺寸、钻井参数,详细地分析了塔里木油田钻杆反转转速、弯曲频率和其环隙比与反转运动的关系。钻杆内不但存在自转转速,而且还存在反转转速,其弯曲频率为钻杆自转转速与其反转转速之和。在钻杆自转转速一定时,钻杆的反转转速与环隙比值β有关。研究结果表明,预防塔里木油田钻杆刺漏失效措施可用:(1)转盘转速控制在(44.5~92.0)r/min;(2)在钻杆尺寸不变的情况下,可以增大套管结构尺寸,来降低钻杆的弯曲疲劳应力频率;(3)采用井底动力钻具。研究的结果为深井、超深井合理的钻井参数选择提供了理论依据。     

基于BP神经网络的静液压变速器控制研究

静液压变速器(HST)的操控性是农用车辆性能提升的关键,采用一种基于BP(back propagation)神经网络的新型控制策略,对HST马达输出转速的动态特性进行研究.基于变量泵—定量马达静液压传动系统的数学模型,首先对比研究了传统PID控制、模糊控制以及BP神经网络控制3种方法的控制效果,结果表明:与传统PID控制和模糊控制相比,BP神经网络控制能有效抑制系统超调量并降低马达转速波动,减小系统达到稳态的调节时间,具有良好的鲁棒性.基于此,提出采用BP神经网络控制方法对具有更大马达转速变化范围的变量泵—变量马达传动系统进行调查,研究结果表明,在对变量泵、变量马达分段控制中,该方法能实现较稳定的切换效果;在不同的负载等效转动惯量下,马达转速均能达到稳定状态,且由负载引起的转速波动也得到降低.研究结果表明,BP神经网络控制方法对变量泵—变量马达传动系统具有潜在的控制优势.     

带槽口缺陷的圆钢管短柱轴压性能试验

本文对带有在圆钢管切割工艺中所产生的槽口缺陷的圆钢管短柱进行了系列力学性能试验研究。通过对144根圆钢管短柱进行筛选,挑选出合计51根带槽口缺陷的圆钢管短柱,并对该51根带槽口缺陷的圆钢管短柱试件进行轴压性能试验研究。分析了槽口缺陷类型、槽口缺陷高度以及钢管壁厚对试件破坏模式、初始刚度、延性和轴压承载力的影响,得到了荷载-位移曲线、初始刚度-槽口缺陷高度曲线、延性系数-槽口缺陷高度曲线、荷载-应变强度曲线以及极限承载力-槽口高度曲线。研究结果表明：对于带槽口缺陷的圆钢管短柱,管壁较厚的圆钢管短柱在槽口缺陷处只会产生凸起屈曲,而管壁较薄的圆钢管短柱在槽口缺陷处会有凸起屈曲和凹陷屈曲两种破坏模式。槽口缺陷会小概率使得圆钢管短柱有更明显的屈服平台,形成双峰曲线;槽口缺陷的存在会普遍减小圆钢管短柱的初始刚度和延性系数;槽口缺陷高度在0.5倍的壁厚范围内对初始刚度、延性系数和极限承载力的影响微乎其微;钢管管壁越薄,缺陷对极限承载力的影响愈加显著,其极限承载力下降幅值更大。最后,本文提出槽口缺陷影响系数并给出了考虑槽口缺陷的圆钢管短柱极限承载力计算公式。     

直井眼钟摆钻具纵向振动特性的实验研究

为了了解直井眼中底部钻柱的纵向振动特性,利用根据相似理论设计出的钻柱动力学模拟试验装置,对不同参数组合下的钟摆钻具组合纵向振动特性进行了模拟实验研究。实验结果表明,钻柱的纵向振动主要与转速和钻压有关。转速一定时,提高钻压有利于减轻钻柱纵向振动;钻压一定时,降低转速有利于减轻钻柱的纵向振动;当对钻具施加的名义钻压一定时,随着转速的增加,平均钻压有减小的趋势。另外,在减小直井底部钻柱纵向振动的问题上存在钻压与转速的优化组合。