MT法中静态效应及阻抗张量静态校正法

大地电磁测深法 (MT)中的静态效应使实测的视电阻率和相位曲线出现畸变 ,导致反演解释得出错误的结果 .基于大地电磁测深响应在高频时具有一维响应特征 ,作者提出了对阻抗张量或实测的电场分量实施静态校正的方法 ,由高频的实测数据求取电场畸变张量和静态校正张量 ,而后对全频域的实测阻抗张量进行校正 ,以获得无静态干扰的张量 .实践结果表明 ,通过校正静态效应 ,消除了静态效应对视电阻率和相位曲线产生的畸变现象     

基于机载光电平台的海面目标定位方法

将海面目标从图像的像素坐标经坐标转换至WGS-84坐标系下的经纬高度,并搭建目标定位系统测试定位精度.实验数据分析表明,对定位精度造成影响的主要因素为惯性导航系统的姿态、航向角、相机的俯仰角测量精度.为进一步提高定位精度,对惯导系统建立基于角度四元数的状态方程,对相机俯仰角度建立状态方程,利用适用于动态数据处理的扩展卡尔曼滤波算法对姿态角度数据进行预测及检验校正.实验结果表明,经滤波处理后的姿态角度应用于目标定位,可以有效减小定位误差.     

一种面向移动终端的混合跟踪定位算法

通过扩展卡尔曼滤波器(EKF)对手机移动终端的加速度计、陀螺仪以及视觉数据进行融合,实现混合跟踪。在此基础上,对基于EKF的数据融合算法进行改进,当失去视觉校正时,利用同步跟踪的背景区域速度更新目标区域速度,使算法在目标区域提取特征点数不足的情况下可以持续跟踪;同时引入参考坐标系,定义世界坐标系在参考坐标系中的姿态,校正在基于EKF的数据融合算法中由于光照遮挡等问题出现的角度跳变错误;最后,在实际环境中进行测试,实验结果显示本混合跟踪算法相比传统单一视觉的跟踪注册算法和以往基于EKF的数据融合算法具有明显优势。     

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。     

径向非均匀介质中的电磁测井响应

通过求解圆柱坐标系中电场强度的赫姆霍兹方程,导出了径向非均匀介质中电磁测井的响应函数的一般表达式.数值计算结果表明,套管厚度的微小变化对电磁测井响应影响明显.不同电导率金属套管的电磁测井响应分析表明,套管电导率越高,接收线圈上的电场响应幅度越小.讨论了套管磁导率变化的电磁测井响应特征,结果表明:套管磁导率越高,电磁波信号越难穿过套管,响应信号幅度越小.因此,在套管井电磁测井技术中,应尽量选用非磁性或弱磁性套管.     

基于电磁作用增强列车黏着力的研究

针对高速列车在进一步发展过程中面临的轮轨黏着力不足的问题,基于电磁作用原理,提出一种电磁增压装置,利用电磁线圈在车轮和钢轨之间产生吸力,增加列车黏着力。首先建立电磁增压装置基本结构模型,进行电磁吸力计算,仿真分析研究列车速度、励磁电流、缠绕线圈形状和匝数分布、线圈距轨面高度等对电磁吸力的影响。研制了电磁试验装置对模型进行试验,验证了电磁场仿真结果的准确性,得到电磁吸力随速度、电流、线圈距轨面高度、线圈形状变化的规律。结果表明电磁增压装置能满足不同速度阶段的增加黏着力需求,并在需要时可对车轮添加反向励磁电流进行消磁。研究表明通过合理调节励磁电流大小可实现对转向架各车轮电磁吸力的稳定控制,可有效改善列车运行平稳性,提高列车运行的安全性。     

考虑电磁铁线圈构型的高速开关阀动态特性分析

为改善高速开关阀的响应特性,以电磁铁线圈构型为切入点,对比研究了线圈构型对高速开关阀动态特性的影响规律。在建立高速开关阀数学模型以及理论分析线圈构型变化对响应时间影响的基础上,采用电磁仿真软件ANSYS Electronics,构建了高速开关阀二维瞬态仿真模型,分析了单一、叠加式、嵌套式3种线圈构型对电磁铁吸合以及高速开关阀启、闭两个动态过程的影响。仿真结果表明：在不改变其他结构参数与电气参数的情况下,与单一线圈构型相比,叠加与嵌套两种并联线圈构型能够有效缩短电磁铁空载吸合时间,减幅分别为35.1%、34.7%;叠加式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.79 ms,减幅达55.4%;嵌套式线圈构型下高速开关阀的开启延迟时间缩减了4.77 ms,减幅达55.2%。综合响应特性与能耗特性参数来看,采用叠加式线圈构型的高速开关阀具有相对更优的动态特性。该研究可为高速开关阀电磁铁的设计提供参考。     

基于COMSOL软件的半线圈电磁远探测响应特性分析

传统电法测井仪器探测深度仅数米,无法满足井周数十米水平井地层边界识别的需求.传统的电磁远探测方法都是基于磁场进行计算的,本文利用半线圈所具有的远探测能力,同时测量电场强度和磁场强度,计算了仪器旋转角度、工作频率、线圈系源距、仪器距边界距离等因素对半线圈响应特性的影响.研究表明:半线圈对旋转角度反应敏感;半线圈接收的信号...     

随钻电磁波测井仪器偏心条件下响应模拟与分析

为模拟仪器偏心条件下随钻电磁波测井响应,为随钻仪器偏心校正提供理论基础,基于时域有限差分(FDTD)进行随钻电磁波仪器偏心条件下响应模拟与分析。采用柱坐标系非均匀网格与"阶梯近似"实现对井眼、线圈和仪器偏心的精细模拟,采用各向异性完全匹配层(UPML)实现对反射场的吸收,以减小模型计算规模,从而提高计算速度。通过与一维解析解和偏心条件下半解析解对比,验证了算法的正确性。采用哈里伯顿EWR-Phase4随钻电磁波测井仪,对不同钻井液电阻率、井眼尺寸、发射频率与不同线圈距条件下的仪器响应进行模拟。结果表明:相位差电阻率较幅度比电阻率更易受仪器偏心的影响;线圈距越大、井眼越大、发射频率越高,测井响应受仪器偏心影响越大;对常规砂泥岩地层,当发射频率为2 MHz,钻井液电阻率小于0.1Ω·m时,需要对中源距与深源距响应进行偏心校正。     

真空接触器电磁机构仿真模型的构建

为解决故障数据获取困难的问题,采用脉冲宽度调制技术控制线圈电压,建立由运动的衔铁、静止的铁芯、线圈和基座组成的真空接触器U形直动式电磁机构模型。Maxwell动静态仿真得出线圈电流曲线、衔铁位移曲线、衔铁速度曲线、电磁吸力曲线、线圈电感曲线和静态磁感应强度图,并与实测结果进行对比发现,仿真与实测曲线特征值的误差在4%以内,表明仿真模型具有较高的精度,有一定工程应用价值。     

基于决策树的自适应互补滤波姿态解算

为解决惯性传感器在磁场干扰和大加速度干扰坏境下姿态解算精度下降的问题,提出了一种基于决策树自适应的互补滤波姿态解算方法。针对陀螺仪特性,对其进行零偏补偿处理。将处理后的角速度数据与加速度数据构成静态检测单元,实现了静态情况和动态情况的准确分类。在动态情况下,由加速度数据和磁场数据组成的决策树通过分析外界干扰程度来自主调节系统误差增益,进而达到抗干扰目的,有效提高姿态解算精度。实验结果表明,静态情况下姿态解算不受磁场干扰,动态情况下能够有效避免磁场和大加速度干扰。     

油气生产井中瞬变电磁法接收技术研究

目的研究瞬变电磁法应用于油气生产井测井领域时,接收线圈的瞬变电磁响应特征,为生产井瞬变电磁法接收线圈的参数设计提供理论依据。方法通过对井中接收线圈等效电路的理论分析,详细讨论了斜阶跃波激励下,接收线圈上一次场与二次场的变化规律,深入研究了井中全程瞬变电磁响应的过渡过程及其影响因素。结果接收线圈过渡过程的存在,使一次场响应在感应段和衰减段均发生了畸变,而二次响应则在发射电流关断后出现幅值变小、达到极大值的时间延迟等现象。为缩短线圈的固有过渡过程,应采用接入匹配电阻的方法使接收线圈工作于临界阻尼状态,同时尽量增大线圈的阻尼系数。结论该方法为井中瞬变电磁响应信号的正确判断与识别奠定了良好基础。     

柱状成层介质中倾斜线圈响应的模拟及其在电磁波传播随钻测量中的应用

基于解析表达方式模拟柱状成层介质中含倾斜线圈电磁波传播随钻测量仪器的响应,并采用递推矩阵算法求解。利用解析式分析金属钻铤、线圈倾角和井眼的影响规律,并对线圈系的径向探测特性进行分析。计算结果表明:无论线圈倾斜与否,金属钻铤对相位差和幅度比的影响均可看作恒定;无论地层电导率是高还是低,当发射线圈倾角为0°时,接收线圈倾角的变化对相位差没有明显影响,当发射线圈倾角不等于0°时,接收线圈倾角的变化对相位差和幅度比产生复杂的影响;井眼对具有不同倾角线圈系响应的影响程度不同,线圈系倾角为0°时影响最小;具有不同倾角线圈系的信号随侵入半径变化的规律存在差别,当发射线圈与接收线圈的倾角相同时接收信号随侵入半径变化的规律最复杂。     

随钻电磁波测井仪器结构影响的三维有限元模拟

利用三维有限元方法模拟钻铤、线圈衬底、天线槽、天线槽填充物及屏蔽罩等仪器结构对随钻电磁波测井响应的影响。结果表明:实际仪器结构中低阻的钻铤、线圈衬底和屏蔽罩导致电磁信号明显衰减,而高阻的天线槽填充物对仪器信号无明显影响。在兼顾仪器机械强度的条件下,通过减小天线槽深度、增大天线槽长度和占空比可以降低电磁信号衰减。仪器结构影响导致仪器响应随地层电阻率非线性变化,扣除仪器结构影响后,仪器响应恢复了随地层电阻率在较宽范围内线性变化的关系,可以满足仪器线性刻度需要。由于扣除仪器结构影响后线圈中磁通量减小,仪器响应略小于无仪器结构影响时的响应。     

飞行目标的抖动及雷达散射截面计算

利用C-R样条对目标体进行几何建模,应用物理光学法与等效电磁流法计算目标面元及棱边的电磁散射。目标在空中的姿态及轨迹由动力学和运动学方程确定。提出将抖动模型应用于飞行目标雷达散射截面(RCS)计算,随机抖动的影响归结为在飞行坐标系中目标的俯仰角和方位角的变化,计算出不同时刻不同姿态下目标的RCS,并给出计算结果。该方法对运动目标RCS、隐身与反隐身技术及仿真技术的研究,具有重要的实用价值。     

基于双姿态传感器的关节运动角度测量方法

针对单自由度关节运动角度测量精度制约于传感器安装姿态的问题,文章以肘关节相对运动角度为测量对象,提出了一种基于双姿态传感器的关节运动角度测量方法.通过欧拉角法建立相应的数学模型,详细阐述了运用双姿态传感器对关节运动角度进行测量的测量原理;并通过静态验证实验与动态对比实验对该测量方法进行了验证.实验结果表明:采用该方法对...     

应用磁强计和加速度计的连杆运动角度计算

为解决多关节连杆连续变换中的运动姿态求解问题,研究通过磁感应强度和加速度测量并求解运动模型和姿态位置的方法,利用地球磁场和重力场在地理坐标系和基础坐标系之间的方向余弦转换进行绝对角度运算,得到姿态角(航向角、俯仰角和滚转角)的磁感应强度和加速度表示.分析了坐标系变换过程中的角度转换,推导出连续变换过程中连杆姿态角和连杆间夹角的关系式,并以一个实例作了验证分析.该模型能够解决姿态角和绝对运动角的转换,在连杆运动姿态表示中有较好的通用性.     

磁耦合谐振无线电能传输系统线圈角度偏移的联合仿真

针对在某些特殊环境下无线充电装置的发射线圈与接收线圈产生角度偏移的非线性耦合问题展开研究,依据磁耦合谐振式无线电能传输电路模型,对无线电能传输效率与发射线圈和接收线圈之间的偏移角度的关系进行了分析。使用ANSYS Maxwell仿真软件,建立了多种线圈偏移角度模型,分析了线圈参数,将所创建的线圈偏移角度模型导入ANSYS Simplorer仿真软件,对磁耦合谐振式无线电能传输系统进行联合仿真。通过研究得出了角度偏移的一种极限曲线,有助于磁耦合谐振式无线电能传输系统的非线性校正和优化。     

磁阻传感器及其在飞行体姿态测试中的应用

介绍一种新型高灵敏度磁阻传感器的工作原理和使用方法,并用该传感器对飞行体的姿态进行了测量.根据线圈切割地磁场磁力线产生感应电动势的原理,通过理论推导得出飞行体姿态测试的计算方法,设计了一种基于磁阻传感器的姿态测量系统,并对其实验数据进行了分析和处理.     

全程瞬变电磁法浅层勘探数据的处理方法

快速、高效的地面勘探技术是解决工程建设中遇到的浅层地质问题的关键.基于半空间瞬变电磁勘探理论,利用多匝重叠小回线装置,通过物理实验模拟全程瞬变电磁勘探技术,探讨剔除法处理后的地质异常体对半空间重叠小回线浅层瞬变电磁的响应特征及变化规律.结果表明：瞬变电磁对浅层高低阻异常体响应明显,等值线响应变化规律性强.纯背景条件下剔除仪器自身因素造成的干扰数据体,并对剔除后得到的新数据体进行反演处理,可准确地反映被测地质体的浅层信息.剔除干扰数据体方法对提高瞬变电磁全程勘探能力行之有效,为相关研究提供了借鉴.