一种宽频带有源带通滤波器的设计与实现

采用低噪声、高速率的AD797设计制作了一个中心频率为177kHz的8阶切比雪夫有源带通滤波器,介绍了滤波器的设计思想及实测中遇到的问题及解决方法。     

穿浪双体船的船型优化

以计算线性兴波阻力的切比雪夫多项式法为基础 ,以片体水下横剖面面积曲线作为优化目标 ,用变分法对穿浪船WPC××进行船型优化 ,通过逐次增加几何约束数目 ,得到了在较高速度下 (Fn =0 .4 )实用的优化横剖面面积曲线 ,并用切比雪夫多项式法计算优化后的片体兴波阻力 ,经比较可以看出优化的横剖面取得较好的降阻效果。     

基于PSO算法的空间映射方法设计微波滤波器

传统的微波滤波器设计主要依据等效解析式,但解析式有其局限性,针对传统的空间映射方法的参数提取过程比较复杂,耗时长的问题,文中研究一种用于优化设计微波器件的基于粒子群优化算法(PSO)的空间映射算法,将PSO优化算法与空间映射的粗糙模型相结合作为替代模型,通过PSO算法执行参数提取,此过程仅需要进行简单的四则运算,从而减少算法的计算耗时.算法实现过程中,利用Ansoft HFSS建立空间映射算法的精确模型,Agilent ADS建立其相应的粗糙模型来代替等效解析式,并采用MATLAB主控制程序调用HFSS和ADS,实现微波器件的自动优化设计,最后通过平行耦合带通滤波器的优化设计证明基于PSO算法的空间映射方法的有效性.     

最小二乘矩阵滤波器设计与性能分析

提出最小二乘矩阵滤波器设计方法,将矩阵滤波器设计问题转化为超定线性方程组求解问题,通过求最小二乘解,给出了最小二乘矩阵滤波器表达式,利用奇异值分解,给出了滤波器简化表达式和总体误差.系统分析了通带位置、通带宽度和阵元数对最小二乘矩阵滤波器效果的影响,为矩阵滤波器设计和应用提供了参考.     

电调谐式微带线滤波器的设计

本文介绍了一种电调微带线滤波器的设计方法。通过仿真计算得到了外部耦合系数与抽头对地距离的关系曲线。利用电路仿真软件ADS对整体实际模型进行了仿真和优化。设计了一种调谐范围为1-1.5GHz、插入损耗小于5dB、相对带宽4%的电调谐微带线滤波器。     

工程船动力定位系统滤波器设计与研究

为了解决卡尔曼滤波器在给定艏向线性化和过程噪声矩阵难以精确计算的问题,在建立船舶动力定位系统数学模型的基础上,设计了基于Sage-Husa自适应滤波算法的动力定位系统滤波器,并针对具体船型进行了滤波器设计,通过实船试验表明此方法能够很好的滤除高频运动信息的干扰,准确地估计出船舶低频运动信息,在工程上是可行的。     

海底水平阵性能分析

矩阵滤波技术是通过设计一个全局优化的空域滤波器,使得该滤波器对不感兴趣的区域响应尽可能小,对感兴趣的区域响应尽可能不失真,基于该原理可以消除阻带区域的干扰噪声,并且保留通带区域的弱目标信息,是一种比较实用的弱目标定位检测方法,但其定位精度受很多因素制约。本文首先介绍最小二乘矩阵滤波器的设计原理、匹配场噪声抑制原理及归一化通阻带误差的计算公式,然后针对矩阵滤波器应用于海底水平阵的方法,分别从声源频率、阵元个数和阵元间距3个方面分析研究影响海底水平阵性能的因素,总结出使滤波器能够达到比较好的滤波状态时的因素条件,进而提高滤波性能。     

船舶无轴轮缘推进动态特性数值研究

基于数值方法对船舶无轴轮缘推进动态特性开展研究。首先,基于CFD方法获取无轴轮缘推进器敞水性能,基于切比雪夫多项式拟合获得了无轴轮缘推进器四象限性能曲线。然后,构建船-桨耦合动态仿真数学模型以及开发仿真程序。最后,通过算例对无轴推进船舶典型的起动和停机的动态特性仿真,与试验对比验证方法的有效性。与传统推进对比表明:无轴轮缘推进器超载力矩更低、响应更快。本文研究可为无轴轮缘推进器的设计提供指导,提升船舶采用无轴轮缘推进机动性能和可靠性。     

中厚耦合板结构的振动特性分析

基于Mindlin板理论,采用改进傅立叶级数的方法对任意弹性边界条件和耦合条件下的耦合板进行了振动分析。为建立通用的结构模型,在耦合板结构的耦合边上均匀布置六种类型线性约束弹簧模拟耦合条件,在非耦合边上布置五种类型的线性约束弹簧模拟边界条件。耦合板结构的弯曲振动位移函数和面内振动位移函数表示为标准的二维傅立叶余弦级数和辅助级数的线性组合,通过辅助级数的引入,解决了位移导数在边界不连续的问题。利用Hamilton原理建立求解方程,推导出中厚耦合板结构的振动控制方程的矩阵表达式,通过求解矩阵方程可以得到耦合板结构的固有频率和响应。通过数值仿真分析计算,并与有限元结果和实验进行比较,验证了该方法的准确性。     

管路脉动噪声前馈主动控制算法优化

噪声主动控制技术通过传感器采集噪声源信号作为输入,自适应算法输出信号驱动作动器抵消原有噪声,控制效果很大程度上取决于控制算法的性能。目前对于液体管路脉动主动控制的相关研究较少,需设计一种适用液体管路脉动噪声主动控制的算法。对传统宽带前馈FxLMS算法原理进行分析,针对管路脉动噪声低频线谱特征,设计线谱频率追踪算法进行峰值频率提取控制;对于作动器对参考信号造成的耦合干扰,设计声反馈补偿算法消除。设计试验将传统算法和优化后算法的脉动衰减效果进行对比,结果表明优化算法对不同频率的脉动线谱都具有衰减效果,相比宽带前馈算法提升约2 dB的脉动衰减量。     

磁集成LCL在三相VIENNA整流器中的应用

LCL滤波器因其能有效减小高频谐波而被广泛应用于整流器和逆变器之中,但传统LCL滤波器中2个独立的电感需要用独立的磁芯进行绕制,不符合电力电子设备不断小型化的趋势。为减小电感体积、提高功率密度、实现电源设备的小型化,采用解耦磁集成的方法,将传统LCL滤波器中的2个分立电感设计成一个集成电感。分析了电感的磁通、磁阻等,对其进行了数学建模,并通过仿真验证了其可行性。由于磁芯材料的限制,2个电感之间不可能完全解耦,这会影响集成LCL滤波器的滤波特性;但通过合理的设计,可将耦合作用限制在可接受的范围内,保证其滤波特性。最后,通过试验验证了磁集成LCL滤波器的有效性。     

非均匀流场中螺旋桨线谱噪声指向性分析

为了对非均匀流场中螺旋桨线谱噪声的指向性特征进行分析,在Ffowcs William-Hawkings方程的基础上,建立了非均匀流场中螺旋桨线谱噪声的频域预报理论,该理论可对声源在真实桨叶表面进行积分。讨论了螺旋桨叶数、来流谐波阶数以及叶片表面力对线谱噪声指向性的影响。结果表明,特征耦合系数是线谱噪声指向性分布形态的决定因素,并且当特征耦合系数等于零时,辐射噪声主要由轴向力和主要谐波所贡献;当特征耦合系数不为零时,轴向力和主要谐波的贡献只集中于桨轴方向,而桨盘面处的噪声贡献则来源于周向力和与叶片数目相等的谐波。     

一种分析线天线互耦的新方法

天线之间的耦合影响是短波通信台站建设中必须考虑的一个重要因素，采用SuperNEC（Super Numerical Electmmagnetics Code）线数值计算软件与微波网络理论相结合的方法分析了短波线天线之问的耦合影响。该方法先将多天线系统等效为微波网络，然后通过SuperNEC仿真软件得出天线分布电流并计算出等效网络的导纳矩阵Y，利用该导纳矩阵Y就可得到天线之间的耦合度。分析证明该方法理论正确。并且对多天线的安装布局有重要的指导作用。     

一种可调带通腔体滤波器的设计

介绍了一种可调腔体带通滤波器的设计方法,从集总网络参数原理出发,结合直接耦合腔体滤波器的参数确定方法,以及根据耦合孔的相关理论,计算得到所设计滤波器的尺寸参数.最后给出了滤波器的实测结果,从中可以看出滤波器具有阻带范围宽,在可调范围内矩形特性和带宽基本不变的特点.     

一种船用燃气轮机强跟踪扩展卡尔曼滤波器健康参数估计方法（英文）

Monitoring and evaluating the health parameters of marine gas turbine engine help in developing predictive control techniques and maintenance schedules. Because the health parameters are unmeasurable, researchers estimate them only based on the available measurement parameters. Kalman filter-based approaches are the most commonly used estimation approaches; however, the conventional Kalman filter-based approaches have a poor robustness to the model uncertainty, and their ability to track the mutation condition is influenced by historical data. Therefore, in this paper, an improved Kalman filter-based algorithm called the strong tracking extended Kalman filter(STEKF) approach is proposed to estimate the gas turbine health parameters. The analytical expressions of Jacobian matrixes are deduced by non-equilibrium point analytical linearization to address the problem of the conventional approaches. The proposed approach was used to estimate the health parameters of a two-shaft marine gas turbine engine in the simulation environment and was compared with the extended Kalman filter(EKF) and the unscented Kalman filter(UKF). The results show that the STEKF approach not only has a computation cost similar to that of the EKF approach but also outperforms the EKF approach when the health parameters change abruptly and the noise mean value is not zero.     

多跨充液管道的振动特性分析

考虑管道与液体之间的泊松耦合与结合部耦合,推导了低频情况下的充液直管轴向、横向振动传递矩阵与刚性支撑的点距阵.使用传递矩阵法计算两种边界条件下单跨和多跨充液管道的模态频率及模态振型.结果表明,在充液管道振动分析中,流固耦合作用不能忽略,多跨管道系统由于刚性支撑的加入使系统频率增加.     

一种基于随机理论的寻北滤波噪声影响分析方法

以寻北系统 Kalman滤波器为研究对象,从滤波噪声在寻北 Kalman滤波器中传播机理的角度对其影响进行分析。基于随机可控制性和随机可观测性得到了误差协方差矩阵与噪声统计特性之间的解析表达式,并利用单轴旋转式寻北系统对所提出的基于随机理论的解析分析方法进行验证。实验结果表明,利用基于随机理论的解析分析方法分析寻北系统有效而且适用,并且所得到的解析式能够更全面地表示系统的性能。     

Assimilation of altimetric data in the mid-latitude oceans using the Singular Evolutive Extended Kalman filter with an eddy-resolving, primitive equation model

A new data assimilation scheme has been elaborated for ocean circulation models based on the concept of an evolutive, reduced-order Kalman filter. The dimension of the assimilation problem is reduced by expressing the initial error covariance matrix as a truncated series of orthogonal perturbations. This error sub-space evolves during the assimilation so as to capture the growing modes of the estimation error. The algorithm has been formulated in quite a general fashion to make it tractable with a large variety of ocean models and measurement types. In the present paper, we have examined three possible strategies to compute the evolution of the error subspace in the so-called Singular Evolutive Extended Kalman (SEEK) filter: the steady filter considers a time-independent error sub-space, the apprentice filter progressively enriches the error sub-space with the information learned from the innovation vector after each analysis step, and the dynamical filter updates the error sub-space according to the model dynamics. The SEEK filter has been implemented to assimilate synthetic observations of the surface topography in a non-linear, primitive equation model that uses density as vertical coordinate. A simplified box configuration has been adopted to simulate a Gulf Stream-like current and its associated eddies and gyres with a resolution of 20 km in the horizontal, and 4 levels in the vertical. The concept of twin experiments is used to demonstrate that the conventional SEEK filter must be complemented by a learning mechanism in order to model the misrepresented tail of the error covariance matrix. An approach based on the vertical physics of the isopycnal model, is shown particularly robust to control the velocity field in deep layers with surface observations only. The cost of the method makes it a suitable candidate for large-size assimilation problems and operational applications.     

跳频多路耦合器的研制及其实现技术

通过论述跳频通信和天线共用通信的优点引出常规定频多路耦合器的意义及其缺陷,彰显了跳频多路耦合器的优势,设计了一种实现多路耦合器跳频工作的原理方案及其主要单元:控制单元、滤波器组、开关矩阵驱动电路和滤波器汇接网络.该方案能满足多路耦合器跟踪电台高速跳频的要求,具有腔体滤波器汇接容易、工作可靠性高及设备体积小的优点.