一种深海钴结壳微地形近程探测方法的探索研究

针对深海钴结壳开采技术中要求能耗低、切削深度合理、废石混入率低和采集率高等经济性能指标，根据深海环境的特殊性与现有地形探测系统的局限性，并结合多波束测深仪和侧扫声纳的相关理论，初步提出了一种基于超声波的钴结壳微地形近程探测方法。该方法得到了实验初步验证，结果表明切实可行。     

富钴结壳截割粒度分布分形规律的研究

应用分形理论研究螺旋切削采集法截割富钴结壳粒度分布规律，结果表明，其粒度分布具有很好的分形结构，可以用分形维数定量描述。通过大量试验，初步测定截割破碎富钴结壳及其模拟料粒度分布的分形维数在2．4236～2．6112之间，提出了切削深度与粒度分布关系的回归模型，用于预测截割破碎富钴结壳的情况，对于深海采矿系统的设计具有重要意义。     

高频变压器绕组涡流损耗等效因子分析

针对平面磁性元件,利用Dowell模型和有限元方法对绕组涡流损耗等效因子Δ进行研究。分别对单股、多股圆导线和其等截面积正方形导线进行仿真分析,得到当圆导线直径为2~6个集肤深度时,涡流损耗减小显著;当圆导线直径大于6个集肤深度时,涡流损耗趋于平稳。圆导线直径为2~6个集肤深度时,等效因子的值较为理想;圆导线直径大于6个集肤深度时,其值偏低。为了提高设计的精确性应尽量选择直径少于6个集肤深度的圆导线。     

深海柱塞泵补偿器优化试验

深海钻机冲洗钻杆的柱塞泵外部被一定压力的海水包裹,泵承受着里外双向的压力作用,而泵缸体内部的液压油压力低于外部海水的压力,海水就很易侵入到缸体内,影响泵使用寿命。针对这一问题,开展深海柱塞泵压力补偿器的设计研究。试验表明:减振效果随着弹簧的压缩量增加而变好,但是到达一个临界值(即弹簧压缩2 cm)后,随着压缩量的增加,减振效果不仅不会变好,反而慢慢变弱。     

Fast recognition algorithm of underwater micro-terrain based on ultrasonic detection

An algorithm was proposed to fast recognize three types of underwater micro-terrain, i.e. the level, the gradient and the uneven. With pendulum single beam bathymeter, the hard level concrete floor, the random uneven floor and the gradient wood panel （8°） were ultrasonically detected 20 times, respectively. The results show that the algorithm is right from fact that the first clustering values of the uneven are all less than the threshold value of 60.0% that is obtained by the level and gradient samples. The algorithm based on the dynamic clustering theory can effectively eliminate the influences of the exceptional elevation values produced by the disturbances resulted from the grazing angle; the characteristic of bottom material and environmental noises, and its real-time capability is good. Thus, the algorithm provides a foundation for the next restructuring of the micro-terrain.     

基于幅度特征相关性的海底微地形探测方法研究

通过超声波换能器向模拟海底微地形发射超声波,根据回波信号包含的时间、相位和幅度等信息,利用幅度特征相关性进行分析和计算,得出深海钴结壳开采所需要的实时微地形高程数据,为采掘头智能化开采提供最佳切削深度参数。经过理论分析与实验室初步验证,结果表明该方法切实可行。     

采用合成方法的多路信号自适应时延联合估计

本文关注的是多路信号之间时延差异的联合估计问题。不同于传统的自适应时延估计算法,本文以合成信号作为自适应时延估计的参考信号,给出了基于信号合成的联合自适应时延估计算法。同时本文推导和仿真了该算法时延估计的均值、学习曲线及方差特性。性能分析和仿真结果均显示,本文提出的基于合成的多路信号自适应时延估计为渐进无偏的时延估计。在不明显增加计算量的条件下,当算法收敛时,联合时延估计算法的方差显著低于传统的两路信号之间自适应时延估计算法方差。      

一种灵活高效的分数延迟数字滤波器

一般拉格朗日内插采用直接的FIR滤波器实现,虽然简单,但系数随延迟变化而变化,实现不灵活。对此提出一种更为灵活高效的实现结构：Farrow滤波器结构。Farrow滤波器结构及其对称的改进Farrow滤波器结构,不仅可应对变化的分数延迟,而且大大减少运算,提高运行效率。采用TMS320C64X芯片对拉格朗日内插的4种实现方式进行定点设计,实验结果表明：利用Farrow或改进Farrow滤波器结构实现分数延迟滤波器,不仅节约存储空间,而且容易使用软件流水,比FIR直接实现更能提高运算效率。     

不同环境介质下TC4钛合金与工程塑料摩擦磨损行为研究

为优选透平式能量回收一体机关键零部件耐磨材料,以TC4钛合金与共聚甲醛、均聚甲醛、PEEK及改性PEEK组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量获得各摩擦副的摩擦因数和磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析。结果表明:在干摩擦环境下共聚甲醛摩擦因数和磨损量最小,在纯水和海水环境下改性PEEK摩擦因数和磨损量最小;TC4钛合金与均聚甲醛、共聚甲醛、PEEK配副时磨损机制为黏着磨损,主要表现形式为涂抹和擦伤,TC4与改性PEEK配副时磨损较轻微,主要表现形式为轻微磨粒磨损。