基于声压测量的结构模态参数识别研究

为克服接触式测量传感器附加质量的影响,本文采用非接触式声压测量获取结构近场的辐射声压信号,提出Hilbert-Huang变换二次滤波时频分析方法对非平稳的近场声压辐射信号进行分析,实现了在强噪声环境中对桥梁结构模态参数的识别。在实验室对一跨径为11.2m的H型简支钢梁开展试验,结果表明：该方法能准确识别钢梁的前3阶固有频率,平均误差在0.5%以内,并成功获取结构的模态振型。该方法为桥梁结构模态参数获取和结构健康监测提供新的手段。     

缝洞型碳酸盐岩凝析气藏压力衰竭过程中凝析油微观赋存状态

凝析气藏衰竭开采过程中,不同缝洞类型会影响凝析油的析出过程和赋存形态。为了研究缝洞型碳酸盐岩凝析气藏压力衰竭过程中凝析油的形成机理和微观赋存状态,对单缝洞型、多缝洞垂向叠置型和多缝洞横向叠置型三种缝洞类型的碳酸盐储层开展凝析气压力衰竭实验协同微米电子计算机断层扫描技术(computed tomography, CT)扫描,并对不同压力下扫描得到的图像采用人工智能算法进行油、气、岩石骨架分割,得到真实岩心三维孔隙网络模型,通过图像处理和计算分析,实现模拟不同缝洞类型凝析气藏在不同开发阶段凝析油赋存状态的定量和定位置表征。研究表明:碳酸盐岩缝洞储层岩心压力衰竭过程主要是一个油相由多孔状、单孔状和油膜状向网络状转变的过程,最终网络状油增加,多孔状、单孔状和油膜状油减少;利于凝析油析出的储层构造由强到弱排序依次为多缝洞横向叠置型储层、单缝洞型储层、多缝洞垂向叠置型储层;在压力衰竭过程中,随着凝析油增多,油相会向岩石壁面靠近,当凝析油开始产出,油相会远离岩石壁面,随着油相的产出,油相减少,凝析油在表面张力的作用下向岩石壁面靠近。     

广义变分模式分解降噪在齿轮早期故障诊断中的应用

针对齿轮早期故障特征的微弱性和耦合性,本文提出广义变分模式分解(generalized variational mode decomposition, GVMD)-峭度-包络谱法诊断齿轮故障。首先利用GVMD的频域多尺度定频分解属性,根据齿轮故障频谱信息和信号特点设置GVMD主要参数,按需分解信号,准确获取微弱特征分量,避免VMD对微弱特征提取存在的不足和小波包变换能量泄漏引起的微弱特征混淆问题。然后结合峭度准则和齿轮故障频率信息选择故障冲击分量,融合更多故障信息重构降噪信号。最后对降噪信号进行包络解调分析,实现齿轮故障诊断。实际信号分析表明,由于GVMD能够按需获取微弱特征分量,本文所提方法能够获得更丰富的微弱故障信息准确识别齿轮早期故障位置。     

基于改进小波包结合CS-BP的地面驱动螺杆泵故障诊断

针对目前地面驱动螺杆泵故障诊断存在效率不高、精度不足、损耗资源的问题,提出通过引入功率谱细化的思想改进小波包变换,再结合布谷鸟搜索(cuckoo search, CS)优化反向传播(back propagation, BP)神经网络的诊断方法。首先,通过改进的小波变换对螺杆泵有功功率分解重构得到特征向量;其次,与瞬时流量、进口回压等参数进行归一化处理,作为BP神经网络的输出层信息;再次,使用布谷鸟搜索寻优得到BP神经网络的权值和阈值,建立CS-BP故障诊断模型;最后,应用于螺杆泵不同故障类型的诊断,并通过与目前的主流诊断方法进行诊断效果的分析比较。结果表明,对于螺杆泵不同类型故障诊断的平均精度达到95.6%,对比分析证明了所提方法的可行性与优越性。     

探地雷达信号的KL变换处理分析

实测探地雷达记录中存在大量的噪声干扰,有时致使目标信号难以分辨,为提高雷达剖面的信噪比,主要探讨KL变换在消除干扰噪声方面的有效性.在说明KL变换原理的基础上,通过Matlab软件进行编程计算,对时域有限差分法获得的探地雷达模拟剖面和现场实测雷达数据进行处理;再对处理前后的雷达图像进行对比分析.经过处理分析可知,KL变换可压制模拟数据中边界反射信号和棱角点的绕射波、抑制和消除实测雷达剖面中的高频杂波噪声信号,从而突出有效信号,增强有效信号的相对强度,这提高了探地雷达剖面的分辨率和反演解释精度.     

结合tetrolet与红外显著性特征提取的红外与可见光融合

针对红外与可见光图像融合过程中红外热目标不突出、纹理及边缘细节易缺失等问题,提出一种结合tetrolet变换域与红外显著目标特征提取的融合方法。首先,在SURF框架内构建基于HOG的特征点描述符实现红外与可见光图像的精确匹配;其次,基于贝塞尔面结合背景及目标进行自适应抑制完成红外目标显著性特征提取;接着,将处理后的红外与可见光图像通过tetrolet多尺度变换分解为低频和高频分量;然后,利用基于局部能量和相对亮度自适应规则对低频分量进行融合,对高频分量采用基于局部空间频率自适应融合规则;最后,将融合的低频分量与高频分量通过tetrolet逆变换,以获得最终的融合结果。实验结果表明,本文算法对不同场景下的红外与可见光图像的融合效果不但主观上具有显著的目标特征,同时背景纹理和边缘细节清晰,整体对比度适宜,运行时间较其它算法得到了明显提升,并且在客观评价指标上也取得了较好的效果。     

塔里木盆地柯坪周缘地区肖尔布拉克组白云岩孔隙结构全孔径表征

白云岩全孔径的孔隙结构特征难以在单一实验手段分析中得到表达,高压压汞实验和微米CT扫描实验在表征低渗透碳酸盐岩储层的微观孔隙结构时存在局限性。为了解决这一问题,更加精细地刻画孔喉分布特征,以塔里木盆地柯坪周缘地区露头肖尔布拉克组白云岩储层为例,提出了多方法协同表征多尺度孔径孔喉结构的方法。1.采用传统拼接方法,联合高压压汞和微米CT实验结果,通过相同孔径条件下流过孔隙结构的流体体积变化相等的拼接原理确定不同岩性样品的拼接点位置,进而确定完整孔隙大小。2.由于分形维数是定量表征孔隙结构的重要参数,根据碳酸盐岩孔隙结构的多重分形特征,提出分形拼接的方法,分析分形维数相近、孔隙结构相似的孔径尺度。结果显示：结合传统拼接的融合点验证分形拼接的有效性,岩心样品的全孔径传统融合点均处于分形拼接段范围内,多尺度孔径表征范围扩大0.015-1417.128um;分形拼接后亦可得到总分形维数表征多尺度孔径整体的孔隙结构特征。     

基于Schwarz Christoffel变换的曲流河地质建模方法

为了解决曲流河物性参数沿着河道方向多变问题。通过封闭多边形区域到矩形区域的Schwarz Christoffel变换基本原理,建立不规则带状封闭曲流河边界映射到规则矩形区域边界的数学模型。采用高斯雅克比积分方法和牛顿迭代法,完成了从曲流河边界到矩形区域边界映射数学模型的数值计算。根据映射边界参数,采用二维粒子群方法完成了平面井位映射数值计算。在地质模型的建立过程中,考虑了映射规则和缩放比例问题。最后以X砂岩油藏为例,选择了该区域中38口井,建立的映射前后的地质模型,并对物性参数进行了分析。通过分析对比,采用Schwarz Christoffel映射后建立的地质模型及分析的物性参数更加符合地质规律。     

石化烟机振动监测系统研究

为保证石化烟机正常运行,研究设计烟机振动监测系统.通过研究烟机机械振动特点,对烟机机械振动进行了建模,提出了振动信号分析的方法.应用Hibert变换对烟机振动加速度信号进行包络分析,并结合FFT变换对包络信号解调.给出了烟机振动监测系统的硬件组成和软件控制流程.监测系统以计算机和数据采集卡为硬件核心,以虚拟仪器软件LabVIEW为软件开发平台,实现对烟机振动加速度信号采集、数据处理及分析的功能,给出了烟机振动监测系统的软件程序框图.实际应用表明监测系统能准确检测烟机机械运行中出现的异常振动,可有效实现烟机的在线检测与故障诊断.     

小波模极大值匹配算法的瞬变信号检测

分析了井下电磁脉冲数据传输中接收到的瞬变信号和噪声的小波变换模极大值在各尺度上的特点。在此基础上,结合匹配滤波器理论提出了瞬变弱信号小波变换模极大值匹配算法,该算法可以有效的区分信号与噪声的最佳尺度模极大值并检测信号。仿真结果表明,与小波模极大值方法相比,匹配算法实现瞬变弱信号的检测更为有效。