EFPI光纤传感瓦斯浓度信号的小波降噪研究

非本征法布里-珀罗干涉(EFPI)光纤传感瓦斯是一种新型的检测技术,凭借其低成本、易复用、高灵敏度、抗干扰等特点的优势被广泛应用于各领域。由于采集得到的干涉光谱是非限带信号,利用低通滤波器无法对非限带信号进行去噪处理,选用小波变换,首先对光谱信号作层层小波分解,选取合理阈值滤除每层信号中高频成分,最后利用小波重构恢复去噪后的光谱信号。通过在线仿真,结果表明小波变换可以很好的实现干涉光谱信号的去噪,提高了整个光纤瓦斯传感系统的性能和稳定性。     

基于光纤传感技术的双波长参考测量煤矿瓦斯的研究

针对煤矿瓦斯事故频发的问题,分析研究了煤矿井下瓦斯气体浓度的监测及预警机理,提出基于双波长参考测量技术的用宽带光作光源,用可调谐光纤Fabry-Perot滤波器做波长扫描,通过与参考光路比较去除光源波动的影响,对瓦斯气体吸收波长和参考波长光强的比较测量瓦斯浓度的新方法。     

极性相关与LMS算法的流速测量系统研究

为了解决恶劣环境中噪声等因素对流速测量系统的影响,提出了两种抗噪算法。首先概述了流体流速测量的基本原理,分析了极性相关算法的结构、电路实现、以及峰点位置确定,然后介绍了最小均方算法（LMS）在流速测量中的应用,并对两种算法进行了实验仿真。根据两者的蒙特卡洛法仿真实验可以看出,在无噪及-20d BW噪声条件下,两种算法皆可进行精确的流速测量,且峰点位置清晰。但在噪声功率增强达到-15d BW时,两者的实验仿真出现较大偏差。基于LMS算法仿真得出的测量速度依旧能良好的反应蒙特卡洛法设定速度,但是基于极性算法仿真得出的测量速度已经不能良好的反应蒙特卡洛法设定速度。在噪声功率达到-10d BW时,基于LMS算法仿真得出的数据依旧良好,此时基于极性算法仿真得出的数据已经完全失真。实验结果表明,在有噪环境中时,极性相关算法的测量精确度降低,而LMS算法因为能根据外界因素自动调节自身参数,仍然可以进行精确的流速测量。     

基于极限学习机的矿井突水水源快速识别模型

在煤矿突水灾害防治过程中,需要快速准确地识别出突水水源类型。激光诱导荧光技术具有灵敏度高和快速监测的特点,利用该技术获取水样的荧光光谱。光谱经卷积平滑预处理和主成分分析提取特征信息后,采用极限学习机算法建立多元分类学习模型。确定隐含层激励函数为Sigmoid函数,并通过交叉验证法确定最优隐含层节点个数。从训练网络的平均时间、训练和测试的平均分类准确率和标准差方面,与BP和SVM传统分类算法进行了性能比较。结果表明:在训练集和测试集上的平均分类准确率方面,该模型与传统分类模型基本一致,但该模型分类准确率的标准差最小,说明其具有较稳定的分类性能;在训练模型学习时间方面,该模型能够大幅度降低分类学习时间,说明其具备快速识别突水水源性能。     

电网电压不平衡下三相电压型变流器直流侧脉动电压的消除策略

在电力系统运行过程中,电压不平衡导致三相电压型变流器(VSC)直流侧产生二次脉动电压,映射到VSC输出端电压形成三次谐波和基波负序电压,影响输出电压品质,并有可能造成变流器过电流。对此,提出在电压环中加入带阻滤波器来滤除二次谐波电压的方法。但受电磁暂态过程影响,输出电压品质仍不理想,通过优化开关函数的办法,达到彻底消除三次谐波的效果。根据瞬时功率平衡原理,设计基波负序电压前馈控制,使电网负序电压全部降落在自耦变压器漏感和滤波器阻抗上,提高了变流器的运行性能。通过仿真试验验证了该方法的正确性。     

光伏电网电压不平衡及跌落补偿控制系统的设计

鉴于非线性冲击负载的影响,光伏电网母线出现电压跌落大、电压不平衡问题。提出一种基于三相VSC的超导储能技术前馈线性化控制方法。利用三相VSC变流器构建数学模型,如果简单地以交轴电流和直流电压来构建控制系统,物理上很难实现。所以文中以直轴和交轴电流来实现电流闭环控制,并在直轴电流环前置电压调节器实现了直流电压的前馈闭环控制。从而推导出三相VSC变流器的逆系统．并构造出伪线性系统。考虑建模误差、系统的快速反应和增强鲁棒性,采用内环PI控制器对伪线性系统进行综合。实现了交轴电流分量和直流电压的解耦,对该闭环控制系统计算机仿真的效果良好。     

Research on the sensitivity for the coal mine gas concentration detection by laser spectrum absorption

Because of the former gas chemistry examination method defects, tunable diode laser absorption spectrum technology （TDLAS） was used. It used an isolated absorption spectrum of the gas molecule to measure the gas absorption spectrum in order to distinguish the gas conveniently. The second harmonic （20 was measured in this system. Due to the fact which the harmonious signal is proportional to the concentration of the absorption gas, the gas concentration may be obtained through examining harmonious signal. The theoretical analysis and the experimental result indicate that under the same level of pressure, survey with the signal-to-noise ratio（SNR） of 2fsignal increases the accuracy by one order of magnitude and may reach 10 ^-3 and the sensitivity may reach the 10^-6 level compared to that of direct absorption. 5% methane density and a 30 cm absorption cell were used in the experiment. It has several advantages including high sensitivity, best resolution, and faster response and so on. The gas concentration monitoring of coal mine may be accomplished.     

十字路口模糊交通控制器的设计

介绍了一种基于模糊控制理论的十字路口模糊交通控制器的设计。针对当前城市交通系统中的被控对象具有较大的随机性和偶然性,引入了不需要建立精确数学模型的模糊控制。首先根据进道口的检测器测得车量的多少,由第1级模糊控制器确定下一执行相位;然后根据当前相位车量的多少以及下一相位车辆的多少由第2级模糊控制器确定当前执行相位的绿灯延长时间。较好地解决了交通流量不均衡、不稳定所带来的车辆延误等问题,提高了道路的通行能力。     

含P2G和混合电储能的矿山综合能源系统多目标优化调度

为了提高分布式光伏消纳能力、优化矿山能源利用效率,提出一种基于电转气(P2G)技术和煤层气发电技术的光-储-气-废弃矿井抽蓄多能耦合矿山综合能源系统(MIES),该系统将弃光电量通过电解水制CH4作为煤层气发电的补充,并采用混合电储能平抑光伏出力波动.在对多能耦合MIES进行分析的基础上,构建矿山电、气、热、冷不同能源转换装置的数学模型,并以总运行成本和弃光电量最小为目标,建立MIES协调优化调度模型.不同运行场景下的调度结果表明,所提模型能实现协调调度,提高弃光电量的消纳,降低总运行成本.对不同储能模式下P2G和混合电储能装置之间互补协调能力的分析结果表明,所提模型能提升系统运行灵活性,实现能源最优经济利用.     

利用激光吸收光谱法测量煤矿瓦斯气体的研究

介绍了可调谐二极管激光吸收光谱法测量煤矿瓦斯气体的基本原理 ,给出了测量系统的结构框图。该方法是利用可调谐二极管发出激光 ,经准直后 ,再经过一段距离的传输 ,由望远镜来接受 ,在传输中 ,由于瓦斯气体分子对光在一定波段有吸收特性 ,使光谱反映了瓦斯的特性。通过与光源发出的光进行比较 ,反演瓦斯气体在矿井中的浓度。该方法克服了传统方法如气相色谱法实时性差的缺点 ,实现了完全非接触在线自动监测 ,真实反映矿井瓦斯的浓度。