便携式瞬变电磁系统探测未爆弹反演算法优化

虽然便携式瞬变电磁系统适用于复杂地形条件下的未爆弹探测,但数据处理速度对其探测效率影响较大,为提高数据处理速度,对影响反演效率的因素进行了优化。采用吉林大学电磁传感技术实验室制作的便携式瞬变电磁系统获取目标响应,基于磁偶极子正演模型选用差分进化(DE:Differential Evolution)算法对数据进行反演。通过对数据预处理和DE算法参数优化,极大提高了反演速度。实验结果表明,采用优化后DE算法反演未爆弹位置参数和特征响应与常规DE算法反演得到的结果基本相同,定位误差在6 cm之内,计算用时为常规DE算法的1.4%。     

小口径聚能弹在销毁大中口径未爆弹中的应用

分析了现阶段销毁未爆弹的现状和爆炸法在销毁未爆弹过程中的不足,通过研究大中口径未爆弹的弹壳厚度、壳体材料及装药种类等性能和结构参数,再根据聚能效应产生金属射流的特性,论证了小口径聚能弹销毁大中口径未爆弹的可行性,并利用40火破甲弹作为爆炸源进行了实弹销毁试验,效果良好。     

高精度同步输出多功能发射控制技术

针对现有的电磁探测发射控制系统输出同步精度低、输出信号存在累积误差等不足,提出高精度同步输出发射控制技术。设计以GPS自带时钟源和高精度恒温晶振协同作为系统时钟,结合各自的优点,在GPS同步时,由GPS自带时钟源信号作为系统时钟;在GPS无法同步时,利用GPS秒脉冲信号对恒温晶振输出的分频信号进行同步校正作为系统时钟;根据发射频点的特点,选择合理的校正周期,采用最小公倍数法对输出信号进行同步校正,减少输出频率的误差。研究结果表明:输出同步精度可以达到100 ns级,满足20 mrad以内的相位测量精度要求。利用FPGA强大的计数和分频功能,实现输出波形和频率的多样化。该技术可实现扫频和手动2种发射模式,输出满足频率域电磁探测和时间域电磁探测的多种波形,可扩展性强,同步精度高,满足多功能电磁探测发射系统的控制要求。     

基于瞬变电磁探测的未爆弹分类研究

针对电磁法对有害的未爆弹和无害的金属弹片等都具有灵敏的响应,因此探测误报率较高,导致后续的清理工作极为耗时的问题,基于便携式与拖曳式两种瞬变电磁探测系统,对多个未爆弹与无害目标进行探测并估计地下目标的特征响应。根据估计的电磁特性,基于支持向量机(SVM:Support Vector Machine)分类算法实现对未爆弹与无害目标的准确分类,同时分析噪声对分类结果的影响。研究结果表明,选用目标响应不同时间的归一化响应以及拟合参数训练出的分类模型,均能有效地对目标进行识别分类,对目标分类准确性达100%,并在实际验证中成功识别出59个目标体。通过实验对比得出,基于特征响应的分类方法计算快,处理方式简单,而基于拟合参数的分类方法则抗干扰能力强,具有更高的准确性。     

机动式危险品弹药处置与运输关键技术研究

危险品弹药如未爆弹的移动与运输是世界性的技术难题,特别是聚能型破甲弹爆炸时会产生金属射流对运输系统产生很大的破坏。以试图设计研制一种危险品弹药处置与运输系统为出发点,在总结危险品弹药处理一般流程的基础上,得出了危险品弹药处理所需的主要技术,并对其中的关键技术:未爆弹探测技术与移动技术、高压水射流切割弹药技术研究,危险品弹药的运输防护技术、弹药元部件销毁处置技术等关键技术进行了较为全面和深入的研究。通过研究认为,目前进行机动式危险品弹药运输与处置系统所需的关键技术均为可行,为进行设计与研制打下了良好的基础。     

熔渣型高热剂未爆弹药销毁器设计与试验

为开展基于熔渣型高热剂燃烧销毁技术的未爆弹药销毁器的研究及应用,设计了3种不同长径比和泄渣通道的未爆弹药销毁器,优选了3类高热剂开展模拟销毁对比试验,明确了高热剂配方和销毁器结构对未爆弹药可靠销毁的影响。结果表明,3类铝热剂在不同销毁器内点火后的销毁效果呈现明显差异,高热剂销毁技术的销毁性能取决于高热剂配方选择和销毁器结构设计的耦合作用;Al/CuO铝热剂因兼具较快的燃烧速率、较高的反应放热量和适中的熔渣生成率,呈现出最优的销毁性能;具有较小长径比和泄渣长槽的销毁器更有利于高温熔渣流动释放,提升对钢板的热熔穿作用效能,适合用作基于熔渣型高热剂的未爆弹药销毁器结构。     

基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制

为提高导航、制导与引信等系统的目标探测和抗干扰能力,摆脱对GPS、伽利略等系统的依赖,在阐述非晶丝材料特性及其巨磁阻抗效应概念内涵和分析该领域国内外研究状况基础上,提出了一种基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制.讨论了导航、制导及引信等系统要实现基于非晶丝的微磁物理场探测需解决的几个关键技术,分别就非晶丝磁探测基本技术理论、非晶丝磁滞特性及其抑制/补偿技术、非晶丝磁探测器的高灵敏度实现技术、目标探测与识别、非晶丝探测器弹(轨)道环境适应性等问题进行了分析和阐述,并给出了其基本技术途径.最后对该体制的应用前景进行了展望.     

研制电子储存环弯转磁铁的若干问题

为了获得稳定而优良的同步輻射光源,对电子儲存环中的弯轉磁鉄要求很高,要求它能产生精度較高而又均勻的强磁場?疚淖胖赜懻?(1) 推导滿足結构設計与磁場精度要求的設計公式;(2) 探討合理的結构方案和合理的材料选择,(3) 对磁鉄的扇形角加工提出了簡易方法。     

内嵌式变频永磁同步电动机设计及性能分析

采用有限元法分析了内嵌式变频永磁同步电动机转子永磁体各尺寸对电机气隙磁密和静动态特性及性能影响,研究了矩形和V形两种永磁体结构转子的永久磁极各尺寸选择依据和范围,利用分析结果分别设计了矩形和V形永磁体转子两种内嵌式永磁同步电动机。针对所设计的矩形永磁体转子内嵌式变频永磁同步电动机的交直轴电感参数和永磁体磁链值进行了有限元计算,对电机参数的实验测试结果证明了理论分析的正确性,分析结果为内嵌式变频永磁同步电机的设计和参数计算提供了理论依据。     

海洋可控源甲板监控系统GPS对钟的设计与实现

为了实现发射装置、接收装置及海洋可控源甲板监控系统的同步,需要利用高精度的GPS对钟系统实现在海洋环境中同步对钟。首先对海洋可控源甲板监控系统作简要介绍;分析在海洋环境中如何应用GPS对钟系统实现监控船与深海探测装置的时域和频域的同步;重点研究了在海底探测装置中设置的GPS对钟系统的单片机实时时钟(RTC)与GPS卫星的PPS秒脉冲的同步,从而达到了海洋可控源甲板监控系统与海底探测装置同步采集数据的目的。     

介质属性对SQUID探测的影响分析

基于高精度的磁梯度张量探测原理和超导量子干涉器(SQUID)的高探测精度,就地下采空区介质属性对区域磁场信号的影响进行了分析研究。通过改变地下采空区的介质属性,利用仿真得到介质不同属性的采空区的区域磁场图,分析了不同介质采空区对周围磁场信号的影响,验证了井工采空区磁法探测的可行性。     

集束子弹药引信降危系统基本理论

为帮助解决集束弹药未爆弹形成的人道主义伤害问题,提出集束子弹药引信降危系统概念,初步建立了引信降危系统的基本理论及其数学描述方法. 基本理论包括:引信降危系统的基本功能是降低未爆弹的危害程度,由自毁、自失效、自失能组合而成. 阐述了集束子弹药引信自毁、引信自失效、引信自失能的概念. 对降危因子、降危敏感因子、降危度、危害度、降危系统安全度、可靠度进行了数学分析,应用上述分析结果形成了引信降危系统设计思想.      

基于非品丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制

为提高导航、制导与引信等系统的目标探测和抗干扰能力。摆脱对GPS、伽利略等系统的依赖,在阐述非晶丝材料特性及其巨磁阻抗效应概念内涵和分析该领域国内外研究状况基础上。提出了一种基于非晶丝巨磁阻抗效应的微磁物理场探测新体制。讨论了导航、制导及引信等系统要实现基于非晶丝的微磁物理场探测需解决的几个关键技术,分别就非晶丝磁探测基本技术理论、非晶丝磁滞特性及其抑制／补偿技术、非晶丝磁探测器的高灵敏度实现技术、目标探测与识别、非晶丝探测器弹（轨）道环境适应性等问题进行了分析和阐述。并给出了其基本技术途径。最后对该体制的应用前景进行了展望。     

超磁致伸缩微位移执行器控制系统研究

以单片机和上位PC微机为控制核心,设计并构建了利用超磁致伸缩棒开发的超磁致伸缩执行器的计算机闭环控制系统,完成了相应的软硬件设计．结合所开发的超磁致伸缩微位移执行器的结构建立了传递函数模型,针对微位移执行器控制系统进行了数字PID控制器设计,通过实验得出,在不降低其相对稳定性情况下数字控制系统的精度提高,为进一步提高超磁致伸缩执行器的精度、改善整个系统的动态特性奠定了基础．     

一种由PLC控制的液压起重系统

液压顶升同步控制系统不仅要完成多油缸顶升同步控制、防降锁定和故障自动保护,而且还要有很强的施工现场适应性和系统可靠性。本文提出一种同步顶升系统:采用设置主从令缸的控制方法,把油缸柱塞位移作为反馈控制信号,由可编程序控制器调节相应比例流量阀的流量来实现同步顶升。结构上,将比例流量阀组做成缸旁阀块,有效地减少了流体传动对同步控制精度的影响。实践证明本系统特别适用于不可吊装结构且有一定精度要求的液压同步顶升。     

GPS授时系统在七号信令集中监测系统中的应用

主要讨论了GPS授时系统在七号信令集中监测系统中的应用.根据七号信令集中监测系统的体 系结构及其各组成部分对时间精度的实际要求,具体分析了GPS时间同步原理及实现电路.并利用GPS 授时系统构建七号信令集中监测系统远端站和中心站的时间同步系统方案.     

多姿态具磁性未爆弹磁异常快速正演

针对多姿态和形状各异的均匀磁化地下未爆弹(UXO)的磁正演问题,基于面磁荷积分原理,采用三角面元法和三次样条插值法,提出了一种高精度快速正演方法.该方法实现了有限长圆柱体和变径有限长圆柱体磁场的快速插值正演.结果表明:该方法与不使用插值的方法计算出的结果对比,误差较小.     

异步化超高压发电机转子结构优化

为了减小异步化超高压同步发电机气隙磁密的谐波影响,改善感应电动势波形,对异步化超高压同步发电机进行结构优化;采用有限元方法对异步化超高压同步发电机不同转子绕组的连接方式及槽型进行了仿真分析,得到了气隙磁密和感应电动势的谐波含量.结果表明:采用双层叠绕组连接方式和半开口槽型的转子结构时,异步化超高压同步发电机的感应电动势谐波含量能达到国标要求,并能提高该类电机运行的可靠性.     

基于同步姿态测量的地空三分量电磁接收系统设计

针对地空三分量电磁探测对接收信号高速、同步、大量存储、同时记录线圈姿态信息的需求,提出了带有高精度同步姿态测量的全波形地空电磁探测数字接收系统。设计了针对地空电磁法的模拟信号调理电路,通过两片同步驱动的高速24位AD芯片实现三通道高速采样,由FPGA实现了大量数据的实时传输。设计了同步姿态测量装置,可实时同步存储线圈姿态数据。实测结果表示,该数字采集系统能满足三个通道全速192 k Hz的采样率采集电磁数据、以100 Hz的采样率得到同步的线圈姿态数据,并通过实地野外实验证明了该系统可以完成含姿态测量的地空电磁三分量数据采集工作。     

NTP时间同步性能研究

网络化计算和分布式系统的应用，对计算机系统的时间同步精度要求越来越高．分析了NTP(Network Time Protocol)同步效果对操作系统的依赖性，描述了该模型的执行特征和系统配置部件，并给出了一个嵌入式系统的时间同步模型．