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近钻头钻压和扭矩的高精度温度补偿方法

石油机械 2024年第4期52卷 71-79页

作者：董添奇杨旭辉长江大学电子信息与电气工程学院

获取近钻头工程参数对于钻井安全生产具有十分重要的意义。随着技术的发展,地面间接测量技术已无法满足实际钻井需求,通过井下直接测量的方式获取实时的钻压扭矩等参数是当前主要研究方向。为此,根据应变测量原理,提出了井下钻压扭矩参... 详细信息

获取近钻头工程参数对于钻井安全生产具有十分重要的意义。随着技术的发展,地面间接测量技术已无法满足实际钻井需求,通过井下直接测量的方式获取实时的钻压扭矩等参数是当前主要研究方向。为此,根据应变测量原理,提出了井下钻压扭矩参数测量的应变片粘贴方案和电桥测量方案。试验研究表明,机械结构自身的应变与外载之间存在非线性关系,并且在高温环境下非线性误差更加突出。为了提高测量数据的精度,通过简化温度、压力和电桥输出电压之间的关系,建立数学模型,利用耦合多项式变换矩阵对机械结构自身引起的变形误差进行软件补偿。试验结果表明,该方法使直接计算应变片受力的平均绝对误差从2.14033 kPa降低为0.27739 kPa,降低了约87%。该方法有效地减小了测量近钻头钻压和扭矩的误差。

关键词：近钻头工程参数测量应变片软件补偿钻具变形惠斯通电桥钻压扭矩

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基于交互式定理证明的并发程序验证工作综述

软件学报 2024年第9期35卷 4069-4099页

作者：王中烨吴姝姝曹钦翔上海交通大学电子信息与电气工程学院

并发程序与并发系统可以拥有非常高的执行效率和相对串行系统较快的响应速度,在现实中有着非常广泛的应用.但是并发程序与并发系统往往难以保证其实现的正确性,实际应用程序运行中的错误会带来严重的后果.同时,并发程序执行时的不确定... 详细信息

并发程序与并发系统可以拥有非常高的执行效率和相对串行系统较快的响应速度,在现实中有着非常广泛的应用.但是并发程序与并发系统往往难以保证其实现的正确性,实际应用程序运行中的错误会带来严重的后果.同时,并发程序执行时的不确定性会给其正确性验证带来巨大的困难.在形式化验证方法中,人们可以通过交互式定理证明器严格地对并发程序进行验证.对在交互式定理证明中可用于描述并发程序正确性的验证目标进行总结,它们包括霍尔三元组、可线性化、上下文精化和逻辑原子性.交互式定理证明方法中常用程序逻辑对程序进行验证,分析基于并发分离逻辑、依赖保证逻辑、关系霍尔逻辑等理论研究的系列成果与相应形式化方案,并对使用这些方法的程序验证工具和程序验证成果进行总结.

关键词：并发程序验证可线性化上下文精化程序逻辑关系霍尔逻辑

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井下工具倾斜姿态误差的非线性融合补偿

仪器仪表学报 2024年

作者：张夷非程为彬郭涛胡少兵郑恭明长江大学地球物理与石油资源学院长江大学电子信息与电气工程学院

准确的井下钻探姿态测量精度取决于惯性测量单元IMU误差的校正，基于简化误差模型的椭球+平面拟合后，井斜角和工具面角的系统性误差仍需补偿，重力场翻转测试和Monto-Carlo模拟还说明姿态误差存在非线性变化。本文基于倾斜翻转辨识校... 详细信息

准确的井下钻探姿态测量精度取决于惯性测量单元IMU误差的校正，基于简化误差模型的椭球+平面拟合后，井斜角和工具面角的系统性误差仍需补偿，重力场翻转测试和Monto-Carlo模拟还说明姿态误差存在非线性变化。本文基于倾斜翻转辨识校正残差和参数寻优，并进一步提出等角距均衡校正技术；进行典型姿态下的数据测量，分别采用椭球+平面拟合、多点翻转优化和等角距均衡技术进行误差补偿。实验结果表明，提出的翻转优化和均衡技术可有效降低非线性姿态误差，标定后近垂直姿态井斜角误差从±0.1°降低至±0.0008°(1σ)，工具面角误差从±1°降低至±0.0168°(1σ)。

关键词：姿态测量校正误差误差补偿翻转优化均衡校正

基于分形理论的新型电力系统规划场景生成方法

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电力自动化设备 2024年第7期44卷 94-100,188页

作者：殷佳敏谢宁王承民赵鹏臻范春菊上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

新型电力系统中的新能源占比不断提高,源荷不确定性使得新型电力系统的规划边界难以确定,因此有必要提出适应新型电力系统的规划场景生成方法。分析净负荷数据的分形特征,并提出规划场景生成方法的总体框架;在提出净负荷时间序列盒维数... 详细信息

新型电力系统中的新能源占比不断提高,源荷不确定性使得新型电力系统的规划边界难以确定,因此有必要提出适应新型电力系统的规划场景生成方法。分析净负荷数据的分形特征,并提出规划场景生成方法的总体框架;在提出净负荷时间序列盒维数计算方法的基础上,利用盒维数的时移不变性提出规划场景初始点的预测方法;对分形插值算法进行细化,并提出基于初始点的规划场景生成方法。以某地区实际净负荷数据为例进行分析,验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词：新型电力系统典型场景规划场景分形插值参数负荷预测

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三芯电缆非侵入式多导体电流测量研究

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 127-135页

作者：高干文玉梅李平上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

针对当前的三芯电缆电流测量直接使用传感信号进行多导体位置和电流的测量,传感器数量未确定,使用数量多不仅使多导体电流测量系统没有确定的传感器使用策略,而且导致测量误差大的问题,本文分析给出了非侵入测量三芯电缆电流所需的最少... 详细信息

针对当前的三芯电缆电流测量直接使用传感信号进行多导体位置和电流的测量,传感器数量未确定,使用数量多不仅使多导体电流测量系统没有确定的传感器使用策略,而且导致测量误差大的问题,本文分析给出了非侵入测量三芯电缆电流所需的最少且最优的磁传感器数量,提出了非侵入式多导体电流测量原理。根据三芯电缆电流传导环电缆磁场分布关系,使用6个磁传感器环绕电缆分布,由每个传感信号获取2个特征值的最优估计,建立12个独立方程,实现电缆中导体位置的检测和导体电流的测量。搭建了三芯电缆电流测量平台,进行了测试验证。测试结果表明,该方法测量15~100 A的三相电流的振幅最大误差小于1.00%,相角误差小于2°,导体位置误差小于0.2 mm。提出的测量原理极大减小了多芯电缆电流的在线测量误差,且测量系统拥有更简单的结构和精准的位置及电流波形测量结果。

关键词：多导体电流测量隧道磁阻传感器传感器阵列相关检测

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基于时间调制技术的可重构后向散射通信系统

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2443-2451页

作者：倪刚陈瑞华贺冲金荣洪上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

近年来,时间调制阵列因其优越的矢量调控性能受到广泛关注。基于时间调制方法,该文提出一种可重构后向散射通信系统。该系统中后向散射节点将多类数字调制符号映射至控制信号波形的谐波分量中,以该波形控制后向散射节点对基站端来波的... 详细信息

近年来,时间调制阵列因其优越的矢量调控性能受到广泛关注。基于时间调制方法,该文提出一种可重构后向散射通信系统。该系统中后向散射节点将多类数字调制符号映射至控制信号波形的谐波分量中,以该波形控制后向散射节点对基站端来波的散射与吸收态;接收机采样后向散射信号并提取控制信号波形后,通过傅里叶变换计算谐波分量并恢复后向散射节点发射的数字调制符号。仿真结果验证了几种谐波解调方法的性能及与理论值的一致性。基于幅度、相位键控及正交振幅调制的可重构后向散射传输实验验证了所提系统和方法的可行性。相比较而言,该后向散射通信系统具有功耗低、结构简单、多类数字调制方式可重构的特点。

关键词：时间调制后向散射可重构数字调制谐波分量傅里叶变换

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FeGa膜/AT切石英晶片双面复合蝶形谐振磁场传感器

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 17-25页

作者：杨晓朋文玉梅陈冬雨李平上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜... 详细信息

蝶形磁致伸缩膜由于磁汇聚,其中心区域的磁致伸缩应变增强,但是和矩形AT切石英晶片复合时,磁膜耦合至矩形晶片电极区的应变会向周围无磁膜区域扩散,降低应变对晶片厚度剪切振动的作用,降低磁场传感器灵敏度。提出AT切石英晶片和FeGa膜形状一样的蝶形谐振磁场传感器,蝶形晶片可以将蝶形磁膜增强的晶片应变汇聚至晶片电极区,以提高传感器灵敏度。仿真结果预测,在23.8~118.9 Oe的磁场范围内,蝶形结构的灵敏度为蝶形磁膜/矩形晶片结构的3.73倍。通过微机械加工,制作了蝶形器件,对实际器件测试的结果表明,在76.4~117 Oe的线性区间内,蝶形传感器的灵敏度可达-29.08 Hz/Oe。

关键词：谐振磁场传感器 AT切石英 FeGa膜蝶形结构

阵元位置互质的线性阵列:阵列校正和波束形成

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 240-248页

作者：梁梦薇何劲舒汀郁文贤上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

该文研究了阵元位置互质的线性阵列(CLA)的阵列校正和波束形成问题。在假设CLA天线单元部分校准的条件下,基于同时干扰定位与阵列校正(SILAC)技术,设计了一种适用于CLA的阵列校正和波束形成方法:CLA-SILAC-INCM算法。从理论上分析证明了... 详细信息

该文研究了阵元位置互质的线性阵列(CLA)的阵列校正和波束形成问题。在假设CLA天线单元部分校准的条件下,基于同时干扰定位与阵列校正(SILAC)技术,设计了一种适用于CLA的阵列校正和波束形成方法:CLA-SILAC-INCM算法。从理论上分析证明了,当CLA中包含有L_c≥3个完全校准的天线单元,使用SILAC技术可以高精度无模糊地实现干扰源角度和阵列天线幅相误差估计,并在此基础上完成干扰噪声协方差矩阵(INCM)重建和波束形成最优权向量构造。通过仿真实验验证了,提出的CLA-SILAC-INCM算法具有比其他常用算法更好的性能,尤其是信噪比接近干噪比时,CLA-SILAC-INCM算法的优势更为明显。

关键词：稀疏阵列自适应波束形成阵列校正

SOGI级联SFNF的高频注入无传感器电机控制方法

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电机与控制学报 2024年第3期28卷 24-32页

作者：李东昇袁杰王坤东上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

针对传统脉振高频电压注入法同时应用带通滤波器和低通滤波器导致相位偏移和位置估计误差大的问题,提出一种级联二阶广义积分器(SOGI)和单频陷波器(SFNF)的改进方法,实现位置误差信号的精确和实时提取。研究了脉振高频电压注入法位置观... 详细信息

针对传统脉振高频电压注入法同时应用带通滤波器和低通滤波器导致相位偏移和位置估计误差大的问题,提出一种级联二阶广义积分器(SOGI)和单频陷波器(SFNF)的改进方法,实现位置误差信号的精确和实时提取。研究了脉振高频电压注入法位置观测闭环传递函数的幅频特性,利用SOGI的选频特性提取高频交轴响应电流,并利用SFNF的陷波特性滤除注入信号二次谐波,替代了传统误差信号提取环节中的带通滤波器和低通滤波器,参数整定简便,具备兼顾滤波精度和带宽的优势。搭建实验平台对传统误差信号提取策略和所提SOGI级联SFNF策略进行对比,实验结果表明,本文所提改进方法的响应速度和位置估计精度相比传统方法均有提高:在转速突变过程中转速估计误差降低5.9 r/min,转子位置误差降低0.11 rad;在突加负载时,转速估计误差降低3 r/min,转子位置误差降低0.08 rad,响应调节时间缩短42%,有效提高了位置观测精度和系统的动态响应性能。

关键词：高频注入法无刷直流电机无传感器控制矢量控制二阶广义积分器陷波器

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