矿井主风机不停风倒机系统最优控制研究

为解决矿井停机切换主要通风机过程中引起的井下风量波动很大,易造成瓦斯积聚等引发的安全问题,提出1种基于智能控制的主通风机稳风切换系统.建立动态风机倒机数学模型,提出基于改进粒子群算法优化的模糊自适应PID的控制方法,并应用MATLAB进行仿真实验,结果表明:控制方法控制效果明显,在系统运行的120 s内,井下风量波动始...     

冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件自动寻优方法

目的 通过自动寻优制定冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件,避免冲击“过试验”。方法 根据冲击响应谱的基本原理和谱型特征,提出利用对数距离量化评价2条谱型的吻合度。对冲击环境和后峰锯齿脉冲分别进行冲击响应谱分析,将2条冲击响应谱之间的对数距离最小作为优化目标,将后峰锯齿脉冲的波形参数作为优化参数,基于自适应差分进化算法,提出冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件自动寻优方法。结果 将所提方法分别应用于模拟冲击环境和实测冲击环境,均获得了合理的后峰锯齿脉冲试验条件,验证了所提方法的正确性。结论 提出的基于自适应差分进化算法的冲击环境后峰锯齿脉冲试验条件自动寻优方法正确可行。     

基于Delaunay三角网和地理加权回归的降水空间异常探测方法研究

针对目前已有的降水资料质量控制方法适应性差,降水数据难以模拟局地降水规律的问题。以湖南省为实验区域,利用1985~2014年夏季降水观测数据,定义局部地理空间内降水量发生显著偏离的气象站点为异常,发展了一种结合Delaunay三角网和地理加权回归的降水空间异常探测方法。该方法通过构建不规则三角网来获取各个区域之间稳定合理的地理邻近关系,根据空间邻近关系获取自适应回归带宽,并纳入地理加权回归模型进行计算,最后根据回归残差项的统计分布性质开展空间异常度量与分析。实验表明该方法能有效检测出降水空间异常,可应用于降水数据二次处理时的质量控制阶段,有助于进一步探索局部地理空间内的降水规律。     

基于CAN总线的压力传感器设计

随着总线技术在传感器测量领域中的应用,直接输出数字信号的压力传感器己成为一大趋势。本文设计了以一种基于CAN总线的压力传感器,与传统的模拟量输出压力传感器相比,本传感器克服了在长距离传输过程中的信号衰减问题。同时,又有效地解决了通信距离短、数据传输速率慢、误码率高、可靠性差等问题。另外,利用卡尔曼滤波算法对传感器的输出进行平滑滤波,剔除较大噪声,提高传感器的稳定度。传感器的输出的准确度为:0.006 MPa;动态响应:≥25 Hz。     

基于多速率卡尔曼滤波方法的位移和加速度数据融合

为了尽可能地利用加速度传感器和位移传感器中的冗余信息、提高振动实测数据的精度,将结构同一位置的加速度和位移观测值进行数据融合处理,提出了一种基于维纳过程加速度模型的多速率卡尔曼滤波数据融合方法。首先给出了基于维纳过程的多速率卡尔曼滤波数融合模型;然后在加速度和位移观测值的基础上,通过多速率卡尔曼滤波数据融合得到位移、速度以及加速度的的最优估计,并对融合结果进行卡尔曼平滑处理,进一步提高了状态估计准确性;最后数值分析了不同噪声水平和采样频率比对融合算法的影响,而且与相关文献的结果作了对比分析。结果表明,本文方法合理有效且具有一定的噪声鲁棒性。     

一种用于电力通信的自适应Adhoc协议

针对电网通信的智能化监测应用需要,提出了一种用于电力通信的Adhoc自适应预约按需传输多址接入协议,该协议在接入阶段可以根据业务量动态调整接入策略;在传输阶段可以无冲突的发送分组.针对该协议的吞吐量和平均时延性能进行了仿真分析.分析结果表明：协议能提高信道利用率、降低接入时延,可用于现代电力通信网络,以上研究结果对Adhoe在电力通信的工程中应用有较好参考意义.     

基于KPCA-APSO-ELM的矿井涌水水源识别

矿井水害问题长期困扰着煤矿的安全生产,查明矿井涌水水源是矿井水害防治问题的前提。为提高矿井涌水水源的识别精度,提出了一种基于KPCA-APSO-ELM的矿井涌水水源判别模型。以袁二矿为例,在分析主要含水层地下水水化学特征的基础上,选取7种水化学离子作为判别指标。随后利用KPCA提取主要指标作为模型识别的判别因子,并通过APSO对ELM模型进行参数寻优。以63组样本数据中70%作为训练样本、30%作为预测样本进行仿真试验建立KPCA-APSO-ELM模型,并将识别结果与PCA-Logistic、KPCA-ELM和PSO-ELM模型进行比较。结果表明：KPCA算法可以有效消除指标间的冗余信息,基于KPCA-APSO-ELM模型的预测精度相对较高;与其他模型相比,该模型的均方误差和平均绝对百分比误差显著降低。     

基于集合卡尔曼滤波的区域臭氧资料同化试验

基于集合卡尔曼滤波方法和嵌套网格空气质量模式系统建立了一个区域空气质量资料同化系统(RAQDAS),并利用该系统开展了京津冀地区2008年北京奥运会期间的地面臭氧观测资料同化试验,分析了同化系统订正臭氧初始场对24 h臭氧预报的影响.试验结果表明采用50个集合样本的集合卡尔曼滤波同化不仅改进了观测站点的臭氧预报,也提高了观测以外区域的臭氧预报技巧,使得臭氧预报的均方根误差平均下降了15％,并且当集合样本数减小到20时也可达到相近的预报改进效果.为了解决滤波发散问题,分别采用了放大集合离散度和扰动模式误差源两种方法.其中放大集合离散度能避免滤波发散,但没有提高臭氧预报技巧,反而导致预报误差的增加;扰动模式误差源不仅解决了滤波发散问题,也使同化导致的臭氧预报均方根误差下降比例从15％进一步提高到20％.     

分布式广播报警通知控制软件的设计与实现

首先介绍了公共报警通知系统的背景知识和重要意义.以发达国家和我国建设的一些公共报警通知系统为例,对公共报警通知系统的发展现状进行概述,并分析了现有技术方案的一些不足之处.在介绍了分址调频广播技术的基础上,对分布式广播报警通知控制软件的设计与实现进行了详细说明.该软件通过互斥量的方法解决了硬件资源和广播资源的访问冲突问题;通过超时重发指令的方式解决了网络通信中可能存在的指令数据包丢失问题;通过设置超时时间,自动识别发生网络故障或者设备故障的发射塔;在无需人工干预的情况下,自动重新控制恢复正常功能的发射塔.该软件实现了多个客户端对多个广播报警发射基站的高效、正确、和分布式控制,极大的发挥了基于分布式分址调频广播技术的公共报警通知系统的优点.该软件系统与配套的分布式分址调频广播硬件系统一起,形成了一种覆盖范围广、环境适应性强、分区报警控制灵活的公共报警通知系统,技术路线成熟,推广前景广阔.     

扩展卡尔曼滤波算法在矿用救生舱舱内气体浓度测控中的应用

为有效控制矿用移动式救生舱内气体浓度,确保救生舱内环境质量,保障舱内人员生命安全;根据《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》的指标要求,采用扩展卡尔曼滤波方法对救生舱舱内气体参数的变化过程进行辨识,得出舱内气体浓度的状态空间模型,并应用迭代优化控制方法对气体浓度进行控制调节;在矿用救生舱模型和现场样机中分别进行了模拟和现场试验。结果表明,测控系统能有效控制救生舱舱内气体浓度进行,满足各项指标要求,且具有较好的鲁棒性。