高速脉冲的速度优值

脉冲速度优值的提出是脉冲技术向超高速发展的必然结果,它是脉冲波分段的一个理想参量。本文在分析了脉冲波的特点后,给脉冲速度优值 Q 下了定义,指出 Q=10~(-17)/t_r·t_u·T由于定义了速度优值 Q,不但使脉冲波的变化速度由低速、中速→高速→超高速的分段明确,而且与无线电技术中按频率划分正弦波的频段对应等同起来,很适合于实际中使用。如所周知,正弦波的分段是既确定又明了。但是脉冲波至今没有一个完善的分段方法。为了论证提出脉冲速度优值的必要性,本文同时提出了标准脉冲的概念,这样就将目前按重复频率对脉冲分段的方法明确了,即使这样,用标准脉冲的概念对脉冲分段也是有局限性的,必须提出和完善脉冲速度优值这样一个参量。随着脉冲技术的飞跃发展,高速脉冲、超高速脉冲正在得到不断发展。原先在低、中速脉冲技术中经常使用的概念有了很大变化。为了全面地描述由低速到超高速脉冲波的分段并准确地定义高速、超高速脉冲,需要明确和完善脉冲速度优值的概念。本文想就脉冲速度优值及与它有关的几个问题提出讨论。     

椭圆三角函数及其在波形发生器中的应用

对普通三角函数进行了推广，给出了椭圆三角函数的定义，指出椭圆三角函数是周期函数，存在最大值和最小值，并在定义域内连续可导．对椭圆正弦函数进行了一系列仿真研究，结果表明，椭圆正弦函数可作为波形发生器的发生函数，可产生方波、普通正弦波、脉冲波、处于普通正弦波和方波之间的波形、处于普通正弦波和脉冲波之间的各种波形，且函数形式是一致的，波形的幅值、频率、初始相位都易于调整．这种波形发生函数能方便地进行数学处理与分析，波形发生原理能应用于各类相关波形发生场合．     

分段式弹体经低速撞击后侵彻纸靶实验

将传统的霍普金森压杆装置与低速侵彻实验结合在一起,将长杆弹体做成三段式内有空腔的分段弹体,通过硬回收法得到分段弹体过载信息。选取牛皮纸作为低速侵彻时的靶体。通过对分段弹体加速度信号的一次积分与二次积分所得速度和位移与外部测量手段所测得的速度和侵彻深度数据进行对比研究,可确定影响过载测量准确性的因素。该装置能保证分段弹体低速侵彻实验的顺利完成,并能保证实验的可行性及重复性。已取得的实验结果表明,在弹体被低速撞击与自由飞行过程中应力波对加速度信号采集存在一定的影响,该影响会造成通过一阶积分运算所得到的速度值存在明显的二次升高。     

时间域质心频移法估算品质因子Q

品质因子Q 是表征地下介质对地震波吸收衰减强弱的参量,是储层预测和油气检测的重要参量。质心法是估算Q 值的常用方法,精度和稳定性均较高,但该方法需要计算地震子波谱的质心和带宽,其精度依赖于波谱的提取质量。为避免地震子波谱的问题,提出时间域质心频移法,实现了在时间域估算品质因子Q,其核心是根据子波波形信息在时间域直接估算质心频率和带宽。对于常相位子波,其频谱的质心频率即包络峰值处的瞬时频率;对于Gauss 谱子波,其带宽可由包络宽度换算得到（两者乘积为一常量）。当地震子波近似为常相位及Gauss 谱时,可在时间域估算质心和带宽,按质心法公式估算Q 值,规避了地震子波谱的提取。VSP 下行波模型测试及实际资料应用表明,时间域质心频移法是可行可信的。     

基于φ-OTDR光纤振动传感系统模式识别方法

提出一种基于相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的光纤振动传感系统, 提取信号的主波能量、 主瓣时延、 主波峰峰值、 主波Q值、 频谱、 3 dB时延、 主瓣峰值、 中心频率、 二次回波损耗、 波数和半波长度11种特征参量作为参考衡量标准, 用多参量模糊评价矩阵的目标识别方法, 对5组200次实验进行相似目标识别分类. 结果表明,  该方法通过多角度参量进行目标衡量判别, 综合识别率达90.87%, 提高了相似识别的准确性.     

基于φ-OTDR光纤振动传感系统模式识别方法

提出一种基于相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的光纤振动传感系统, 提取信号的主波能量、 主瓣时延、 主波峰峰值、 主波Q值、 频谱、 3 dB时延、 主瓣峰值、 中心频率、 二次回波损耗、 波数和半波长度11种特征参量作为参考衡量标准, 用多参量模糊评价矩阵的目标识别方法, 对5组200次实验进行相似目标识别分类. 结果表明,  该方法通过多角度参量进行目标衡量判别, 综合识别率达90.87%, 提高了相似识别的准确性.     

脉冲波作用下地层流体渗流规律研究

通过对脉冲波作用下地层流体在地层中传播的动力学机理的研究,结合波动力学理论,建立了脉冲波作用下地层流体的渗流方程.假设脉冲波作用下地层流体速度是地层流体原来的流速与n次脉冲波作用下振动速度的叠加,得到了脉冲波作用下地层流体的流速方程.结合实例分析了距离、时间、脉冲频率和脉冲振幅对渗流速度的影响.随着距离增大,渗流速度的振幅逐渐减小,直至为零;随着频率的增大,渗流速度的振幅开始逐渐减小,而后又变大;随着脉冲振幅的增大,各点的流速振幅逐渐增大.建立波动条件下的渗流方程可以从理论上了解不同参数对渗流速度的影响,为脉冲波采油技术在现场的应用提供理论依据.     

岩石中声波衰减的复合Q模型

依据建立的岩石复合Q模型,探讨了品质因数Q值与频率、饱水度及压力的关系。合理解释了一些实验现象,得出:干燥岩石 Q值与频率无关;含水岩石 Q值与频率有关。若施加频率远小于谐振频率,Q 值与频率弱相关。S 波衰减峰值发生在饱水度为100％时,而 P波衰减峰值发生在饱水度为 60％—90％范围内。     

磁流变阻尼器力学性能及减震试验研究

通过RD1097型MR阻尼器的力学性能试验,获得不同频率、不同振幅、不同输入电流下的阻尼力与位移、速度的关系曲线;提出一种改进的MR阻尼器反正切函数非线性模型;采用RD1097型MR阻尼器,进行正弦波和El-Centro波下的MR阻尼器减震试验研究.研究结果表明:提出的阻尼器力学模型具有识别参数少、编程方便、精度较高等特点,不仅能较准确描述低速下阻尼力与速度的关系,而且能模拟摩擦滞后效应,对于固定频率振动和随机地震波下的阻尼力模拟有效;MR阻尼器具有较好的减震效果,在El-Centro波激励下,可使位移峰值及其均方根分别减小62.75%和77.17%.     

燃气流量低频脉动下的火焰结构特征

针对一种可降低天然气高温燃烧过程中NOx生成量的脉动供燃料燃烧技术,研究了一个采用燃气流量脉动燃烧方式的射流扩散火焰。采用纹影和直接摄像手段观察了在燃气流量低频率(10Hz以下)脉动工况下的火焰特征及其变化,分析了火焰长度脉动特征和火焰内部结构的周期发展过程。研究发现:火焰内部结构的周期发展过程包括高速(波峰流量)燃气脉冲冲出、增长、燃气惯性冲出、回吸、低速(波谷流量)和高速燃气脉冲的分离、低速脉冲的增长等阶段。其中低速和高速燃气脉冲的分离是单火焰燃烧不稳定的原因。     

国六轻型汽油车氨排放特性研究

选择9辆国六轻型汽油车测定在WLTC工况下的氨排放。结果表明：9辆国六轻型汽油车平均氨排放因子达2.90 mg/km,最高可达11.62 mg/km;氨排放主要集中于低速段与中速段,其中低温环境下(-10℃与0℃)的氨排放远高于常温环境(23℃),采用自然吸气方式的轻型汽油车的温度影响系数更高;在高温环境(40℃)热启动试验中,在高速段与超高速段,由于偏离理论空燃比,导致在持续加速过程中出现氨排放峰值;在低温环境下,混合动力车辆氨排放持续存在;而在常温环境下低速段行驶过程中,由于动力电池参与动力供应,发动机启停频繁,导致催化器温度较低,氨排放在低速段并不明显,主要集中于中速段与高速段。     

一种程控多功能数字IQ信号发生器设计

针对雷达、导航、军用通信等装备系统中对高速I/Q数据的测试需求,结合中频数字化接收机的数据传输特点,设计了一种基于FPGA的程控数字I/Q信号发生器,集I/Q数据播放和数据生成等多种功能于一体。采用人机交互式界面对输出信号类型、信号频率、采样点数进行配置,解决了传统模拟信号源中波形切换不灵活的问题。结合PCI-E串行总线传输技术、基于双口RAM的数据缓存技术及LVDS数据传输技术实现高速数据通信。经实际测试,该多功能信号发生器不仅能产生最高100 MHz采样率、400 MB数据率的正弦波、方波、三角波和随机波等I/Q信号,还能高速率回放雷达接收机采集到的I/Q数据,为某航天数据探测装备提供了良好的技术支持。     

序列脉冲快Q开关红宝石激光器

为了适应高速摄影的需要,我们曾用自己的方案研制了序列脉冲快Q开关红宝石激光器。达到的主要指标是:脉冲间隔10微秒→200微秒连续可调;单脉冲半峰宽度约30微秒;脉冲个数由1→数十个可调;每脉冲能量约0.1焦耳;脉冲能量分布均匀。样机已作过某些实地应用的考验、证明其成功。     

车用电液助力转向系统异步电机转差频率控制建模及仿真

本文针对纯电动汽车EHPS系统对助力电机的助力特性,研究电控单元在低速、中速及高速时的控制要求,提出了基于稳态模型的助力异步电机转速闭环转差频率控制策略,在Matlab/Simulink环境下,建立了系统仿真模型,仿真实验结果表明了所提控制策略的有效性.     

Q值与频率稳定度——对振荡器实验结果的一点分析

本文利用并联谐振的相频特性曲线分析了克拉泼正弦波振荡器实验中的一现象,认为对Q值和频率稳定度的关系应全面理解。     

京沪高速铁路列车开行模式的研究

以京沪高速铁路为背景,结合该线的客流预测结果,提出全部中速列车输送、高速列车下线加换乘及高速列车下线加中速列车上高速线输送跨线客流的3种模式;定义了适应度的概念,用以表征列车开行方案适应旅客需求的程度;最后从动车组利用、旅客旅行时间节省和旅客需求适应程度等方面对3种模式进行了比较.     

LD泵浦机械斩波调Q激光器的设计

主要通过理论上的设计,给出一种LD泵浦机械斩波调Q全固态Nd:YAG脉冲激光器。该方案通过机械斩波调Q的方式,给出一个锁定功率不受Q开关限制,同时输出激光的脉冲宽度接近于声光调Q的输出脉冲。设计主要通过分析开关时间、脉冲时间和储能时间的关系,由马达的转动角速度、斩波片半径来确定开槽宽度、挡光宽度。在设计激光脉冲输出时,可根据加工要求,确定开关时间、脉冲宽度、储能时间等3个参数,并设计出相应的斩波片。通过这种机械Q开关的设计,给出了脉宽范围在0.2~4ms,脉宽范围参数可调,单脉冲能量0.1~2J,脉冲频率可调的激光脉冲输出。该脉冲激光器,可以突破声光调Q的全固态Nd:YAG脉冲激光器的平均输出功率200W的瓶颈,以期解决部分激光加工如激光毛化等工业应用的加工效率问题。     

脉冲水射流破岩过程中的应力波效应分析

引入Johnson-Holmquist-Concrete岩石非线性本构关系,利用光滑流体粒子动力学方法,模拟了脉冲射流在破岩过程中应力波形成、传播及衰减过程,得出了高速脉冲射流作用下岩石表面不同位置处应力值随时间变化曲线,以及应力波峰值强度与离射流作用点距离的关系曲线,根据计算结果分析了岩石在应力波效应下的破坏行为以及射流速度、岩石性质对应力波效应的影响。分析结果表明：脉冲射流的应力波效应具有较强的局部性,应力波峰值强度随与射流作用点距离的增大而急剧减小;脉冲射流应力波强度、作用范围与射流速度呈正比例关系,其对岩石的体积破坏存在一个门限速度;不同岩性岩石在脉冲射流应力波作用下的破坏形式有所不同,砂岩等强度较低岩石的破坏形式主要为应力波对岩石加卸载过程中的拉应力下的裂纹扩展,而石灰岩、花岗岩等脆性硬岩的破坏形式主要为应力集中导致的纵向破坏。     

基于Cyclone Ⅲ的多功能高速信号源

介绍了一种基于大规模集成电路FPGA构成的高速信号发生器系统,与传统的直接数字式频率合成器相比,能产生高速的信号,且功能齐全。直接数字式频率合成器是从相位出发,采用频率合成技术,只能产生频率是千量级赫兹的信号;而本系统采用CycloneIII系列EP3C10作为核心器件,用泰勒级数展开方法生成信号,可产生兆量级赫兹的正弦波、锯齿波、三角波以及方波4种可调波形信号。本系统采用软硬件结合的方法来实现,用Quartus ii编写Verilog HDL程序,并且用MATLAB仿真软件对其进行仿真,验证其设计正确性。     

汽车风洞试验段非定常流场的试验

采用三维热线风速仪测量了不同工况下某全尺寸汽车风洞1∶15模型风洞试验段内的非定常流场.对测点自功率谱密度(PSD)分析表明,对于喷口风速小于37m.s-1的低速工况,湍流能量主要集中在20Hz附近,当喷口风速为25m.s-1时,该频率对应的PSD数值最大;喷口风速大于37m.s-1的高速工况,湍流能量主要集中在43Hz附近,当喷口风速为41m.s-1时,该频率对应的PSD数值最大.无论是高速工况还是低速工况,气流从喷口到收集口处脉动速度的振动幅值都逐渐增加,且在高速工况下的脉动速度幅值增量明显大于低速工况.通过试验还发现脉动速度在收集口角度为0°的工况下的振动能量远高于收集口角度为15°的工况.