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基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构设计与应用

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 33-46页

作者：冯毅雄杨晨胡炳涛赖颢善石莹宋光敏汪勇谭建荣浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州3100272 联通(浙江)产业互联网有限公司杭州3111993 浙江中控技术股份有限公司杭州310053

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述... 详细信息

随着工业控制系统对柔性化、扁平化的要求不断提升,以PLC为构建基础的传统工业控制网络在大规模接入、算力提升和部署灵活性方面均受到限制.针对这些问题,融合5G网络和边缘计算技术,设计了基于5G多接入边缘计算的云化PLC系统架构,阐述了该架构的运行机制和所涉及的关键技术;在此基础上,进行PLC系统的云化部署和调试,实现了工业现场、企业数据中心、5G网络和边缘网络的集成;最后,通过在某汽车制造公司产线改造过程中的应用,验证了所提架构的有效性.

关键词： 5G 边缘计算云化PLC(可编程逻辑控制器) 架构设计

基于双光栅和柱透镜的高分辨率近红外微型光谱仪

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1144-1150页

作者：吴婧仪周哲海赵爽闵昆龙李慧宇北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京航天测控技术有限公司北京100041

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大... 详细信息

因为便携、低成本、集成化等优势,微型光谱仪已经成为光谱仪技术发展的重要趋势,其中工作波段在近红外的微型光谱仪,在光纤传感和解调、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。但目前的近红外微型光谱仪普遍存在分辨率低、成本高、体积大不便于携带等问题,为此,提出了一种独特的基于双光栅和柱透镜的微型光谱仪结构,开展了理论和实验研究。相对于传统的微型光谱仪结构,新的设计主要有三个特征:使用光纤代替入射狭缝,以减少光能损失;采用双光栅将光束进行二次衍射;使用柱透镜以改变线阵CCD阵列表面的成像尺寸。首先,利用Zemax软件进行了光学设计和仿真分析,光谱范围为1525~1570 nm,光学系统结构在66 mm×40 mm×24 mm的体积范围内,光谱分辨率理论上达到0.2 nm,比未加柱透镜的结构提升了2.5倍。然后,根据理论分析,选购了合适的光电器件进行了系统封装,与匹配的电路模块结合,实现了微型光谱仪的光谱检测功能。光谱仪的光学系统安装在66 mm×40 mm×30 mm的体积范围内,实际测量的光谱分辨率为0.215 nm,与理论结果较为吻合。进一步地,搭建了一套基于该微型光谱仪的光纤光栅温度传感测量系统,该微型光谱仪作为信号解调仪,选择了四个中心波长分别为1534、1538、1542和1545 nm的光纤光栅作为传感器,温度在0~50℃范围内以1℃为间隔连续变化,最终实现了温度实时测量和信号解调,系统温度灵敏度分别达到9.58、9.68、9.69和9.6 pm·℃^(-1),验证了该微型光谱仪的高分辨率和高可靠性。研制的微型光谱仪的子组件可以固定在外壳上,系统内部无可移动元器件,体积小、分辨率高、稳定性好,可应用于其他诸如物质浓度分析、传感信号测量等需要高分辨光谱分析的场合。

关键词：微型光谱仪双光栅柱透镜高分辨率近红外波段

塔里木灌区多泥沙明渠测流设备比测与精度分析

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排灌机械工程学报 2024年

作者：陆永鑫李林王立成宁聪毅邓小来北京联创思源测控技术有限公司塔里木大学水利与建筑工程学院

为探究新疆塔里木灌区含沙水流对测流设备精度的影响，选取灌区测流条件较好且具有代表性的明渠水流为研究对象，以电磁流量计为基准，在室内明渠水槽测试了时差法超声流量计、旋桨式流速仪、多普勒流速仪，在不同含沙量(最大含沙量55 k... 详细信息

为探究新疆塔里木灌区含沙水流对测流设备精度的影响，选取灌区测流条件较好且具有代表性的明渠水流为研究对象，以电磁流量计为基准，在室内明渠水槽测试了时差法超声流量计、旋桨式流速仪、多普勒流速仪，在不同含沙量(最大含沙量55 kg·m-3，塔里木灌区明渠天然沙，中值粒径0.034 mm)下的测流精度。结果表明：在含沙量范围内测流平均意义上，时差法超声流量计在含沙量S≤33 kg·m-3下测流误差为-0.66%～7.92%，符合明渠量水误差规范要求，能够满足塔里木灌区最高含沙量(29 kg·m-3)下的量水精度；旋桨式流速仪在低流速下测量结果偏低，随着含沙量的增大其测量结果逐渐偏大，误差最大达93%；多普勒流速仪在低含沙量下测量结果比清水条件下更精准，但高含沙量下测量误差较高达140%～190%。研究结果可为塔里木灌区明渠测流设备选用提供借鉴，继而促进推广与应用。

关键词：明渠测流泥沙塔里木灌区时差法超声流量计测量精度

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刚毛翼拍合过程中复合运动对升力的影响

兵器装备工程学报 2024年第2期45卷 174-182页

作者：赵磊张树海袁俊杰张忠海周林何广平北方工业大学北京100144 北京航天测控技术有限公司北京100041

为揭示拍合过程中拍动和俯仰运动重叠对刚毛翼升力的影响,基于重叠网格方法建立了刚毛翼的计算流体动力学模型,分析了刚毛翼悬飞时的黏性效应,在此基础上研究了拍动-俯仰重叠率对刚毛翼升力系数的影响规律及机制。研究结果表明:随着基... 详细信息

为揭示拍合过程中拍动和俯仰运动重叠对刚毛翼升力的影响,基于重叠网格方法建立了刚毛翼的计算流体动力学模型,分析了刚毛翼悬飞时的黏性效应,在此基础上研究了拍动-俯仰重叠率对刚毛翼升力系数的影响规律及机制。研究结果表明:随着基于弦长的雷诺数由10逐渐增加至80,刚毛间隙泄漏明显增强,刚毛翼内外侧压差和刚毛间隙泄漏率与雷诺数之比不断减小,导致压力和剪切力对升力系数的贡献不断减小,升力系数不断降低;通过采用较高的拍动-俯仰重叠率,可使拍合过程中的流体泄漏方向与刚毛运动方向相反,在合拢阶段形成明显的竖直向上剪切力合力,而在打开阶段形成明显的竖直向上压差,从而将合拢和打开阶段的负升力峰值转变为正升力峰值,有效提高刚毛翼的平均升力系数。

关键词：刚毛翼拍合重叠网格升力雷诺数拍动-俯仰重叠率

泌阳凹陷页岩油水平井随钻定测录导一体化模式探索

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断块油气田 2024年第3期31卷 424-431页

作者：王春伟杜焕福董佑桓孙鑫侯文辉艾亚博杜淑艳刘桂华柳启明中石化经纬有限公司地质测控技术研究院山东青岛266000 中石化经纬有限公司中原测控公司河南濮阳457000

水平井是油藏开发实现少井高产、一井多靶、降本提效的主要手段之一,但泌阳凹陷核三段页岩油藏地质条件复杂,不利于水平井钻井提速提效。文中以地震、测井、录井及分析化验资料为基础,通过对泌阳凹陷核三段页岩油藏地质特征剖析,梳理了... 详细信息

水平井是油藏开发实现少井高产、一井多靶、降本提效的主要手段之一,但泌阳凹陷核三段页岩油藏地质条件复杂,不利于水平井钻井提速提效。文中以地震、测井、录井及分析化验资料为基础,通过对泌阳凹陷核三段页岩油藏地质特征剖析,梳理了页岩油水平井钻井施工难点,从一体化组织运行、一体化协调施工及一体化支撑保障等方面阐述了泌阳凹陷定测录导一体化模式的探索及应用。研究表明:泌阳凹陷核三段页岩油层存在局部微构造及断层发育、地层倾角变化快等特点,同时其地震资料品质差。这些导致钻井施工中靶点预测及井眼轨迹调整难度大,影响随钻资料评价的准确性。通过优选定向系统、钻具组合及高效钻头,应用正反演结合测井数据及校正后的元素录井资料综合评价,实现了井眼轨迹优化着陆及长水平段持续追踪。随钻定测录导一体化模式在YYY1HF井进行了应用,提高了机械钻速,目的层钻遇率达100%,助力了区域页岩油水平井优快钻井,对于水平井优快钻井技术的发展及页岩油高效开发具有重要的意义。

关键词：页岩油水平井定测录导一体化泌阳凹陷

保偏光纤内外涂层应力对光纤双折射的影响分析

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光子学报 2024年第6期53卷 162-172页

作者：吴庆哲李萌徐丹李绪友哈尔滨工程大学智能科学与工程学院惯性导航与测控技术研究所哈尔滨150001 江苏法尔胜光电科技有限公司无锡214000

通过研究熊猫型保偏光纤的应力区结构和材料的热膨胀系数、杨氏模量、泊松比,得出了提升保偏光纤双折射的方法。根据内外涂层材料低温特性不同,得出了减小光纤涂层直径能增强光纤双折射的结论。利用COMSOL有限元分析软件建立了光纤环内... 详细信息

通过研究熊猫型保偏光纤的应力区结构和材料的热膨胀系数、杨氏模量、泊松比,得出了提升保偏光纤双折射的方法。根据内外涂层材料低温特性不同,得出了减小光纤涂层直径能增强光纤双折射的结论。利用COMSOL有限元分析软件建立了光纤环内部受力模型,并分析了光纤涂层材料和不同厚度比例对绕制张力的抑制效果。仿真结果表明,当光纤包层直径和外涂层直径一定时,存在内外涂层最佳厚度比例,较原光纤厚度比例抑制绕制张力效果提升约10%,内外涂层的杨氏模量、泊松比的改变也能有效地减小绕制张力的作用。

关键词：应力区双折射涂层光纤环绕制张力

基于双路径递归网络与Conv-TasNet的多头注意力机制视听语音分离

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 1005-1012页

作者：兰朝凤蒋朋威陈欢赵世龙郭小霞韩玉兰韩闯哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080 哈尔滨工大卫星技术有限公司哈尔滨150023 中国舰船研究设计中心武汉430064

目前的视听语音分离模型基本是将视频特征和音频特征进行简单拼接,没有充分考虑各个模态的相互关系,导致视觉信息未被充分利用,分离效果不理想。该文充分考虑视觉特征、音频特征之间的相互联系,采用多头注意力机制,结合卷积时域分离模型... 详细信息

目前的视听语音分离模型基本是将视频特征和音频特征进行简单拼接,没有充分考虑各个模态的相互关系,导致视觉信息未被充分利用,分离效果不理想。该文充分考虑视觉特征、音频特征之间的相互联系,采用多头注意力机制,结合卷积时域分离模型(Conv-TasNet)和双路径递归神经网络(DPRNN),提出多头注意力机制时域视听语音分离(MHATD-AVSS)模型。通过音频编码器与视觉编码器获得音频特征与视频的唇部特征,并采用多头注意力机制将音频特征与视觉特征进行跨模态融合,得到融合视听特征,将其经DPRNN分离网络,获得不同说话者的分离语音。利用客观语音质量评估(PESQ)、短时客观可懂度(STOI)及信噪比(SNR)评价指标,在VoxCeleb2数据集进行实验测试。研究表明,当分离两位、3位或4位说话者的混合语音时,该文方法与传统分离网络相比,SDR提高量均在1.87 dB以上,最高可达2.29 dB。由此可见,该文方法能考虑音频信号的相位信息,更好地利用视觉信息与音频信息的相关性,提取更为准确的音视频特性,获得更好的分离效果。

关键词：语音分离视听融合跨模态注意力双路径递归网络 Conv-TasNet

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超声显微测量系统的信号激励接收方法研究

电子测量技术 2024年第8期47卷 8-13页

作者：张宝进吴炳吕金鸽杨敬高杰北京工业大学北京100124 北京航天测控技术有限公司北京100041

超声显微测量技术是一种广泛应用于工业、航空航天、医疗等领域的无损检测方法。为了减小对100 MHz以上高频超声激励接收仪的进口依赖,研究高频信号激励接收方法。本文超声激励电路利用三级管雪崩击穿特性,以及MARX拓扑电路的电压倍增原... 详细信息

超声显微测量技术是一种广泛应用于工业、航空航天、医疗等领域的无损检测方法。为了减小对100 MHz以上高频超声激励接收仪的进口依赖,研究高频信号激励接收方法。本文超声激励电路利用三级管雪崩击穿特性,以及MARX拓扑电路的电压倍增原理,通过减小激励脉冲脉宽时间,提升带宽覆盖范围。研究了高频超声信号接收电路,并集成超声激励接收仪。研究实现了设备的国产化替代,填补国内超声领域100~500 MHz高频脉冲收发仪的空白。实验结果表明,设计产生的高频激励信号峰峰值不小于128 V、上升沿时间小于0.47 ns、脉宽小于3.5 ns,系统工作带宽覆盖500 MHz,满足高频超声测量系统的需求。

关键词：无损检测激励电路工作带宽接收电路

河口坝砂岩体夹层发育特征及其对剩余油分布的影响——以史南油田L11断块沙二段为例

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石油化工高等学校学报 2024年第3期37卷 34-41页

作者：孙占强王春伟北京中科地物能源技术有限公司北京100083 中石化经纬有限公司地质测控技术研究院山东青岛266003

以史南油田L11断块沙二段(S2)的断块油藏为例,运用测井、岩心、分析化验及生产动态资料,分析了河口坝砂岩体夹层的岩石及层次类型,描述了夹层的空间展布规律,阐明了夹层对剩余油分布的影响。结果表明,L11断块主力油层的泥质、物性和钙... 详细信息

以史南油田L11断块沙二段(S2)的断块油藏为例,运用测井、岩心、分析化验及生产动态资料,分析了河口坝砂岩体夹层的岩石及层次类型,描述了夹层的空间展布规律,阐明了夹层对剩余油分布的影响。结果表明,L11断块主力油层的泥质、物性和钙质夹层的占比分别为68%、21%、11%;钙质夹层集中发育在物性夹层分布区,距离物源较近的东北部、夹层尖灭处物性夹层发育程度较高,距离物源较远的西南部泥质夹层发育程度较高。近源方向5级构型界面较薄,远源方向较厚,厚度为0.60~29.00 m;4级构型界面夹层钻遇率在60%以上,厚度为0.35~4.10 m,倾角小于2.0°;3级构型界面夹层展布不超过3个井距,厚度小于1.50 m,平均倾角为2.7°。4级、5级构型界面对剩余油的分布起到了控制作用,3级构型界面对剩余油分布的影响较小,低注高采模式开发效果较好,高注低采模式开发效果较差,通过注采模式可以提高井组驱油效率及开发效果。以上成果及认识对河口坝砂岩油藏的高效开发具有重要的指导意义。

关键词：河口坝夹层 L11断块剩余油