国家自然科学基金(51274236)
- 作品数：7 被引量：32H指数：5
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- 基于旋转阀控制脉冲重构的钻井液QPSK信号解码及误码率分析被引量：8
- 2016年
- 钻井液压力正交相移键控(QPSK)调制具有高密度携带及传输井下信息特点,其信号的解调与解码关系到所携带信息的正确恢复。通过建立信号的相位解调及旋转阀转速控制脉冲重构的数学模型,研究解调系统固有干扰及信号噪声对脉冲重构的影响;根据重构脉冲的幅度判别研究信号解码的可行性;通过建立重构脉冲的信噪比数学模型,对误码率进行理论分析。结果表明,解调系统固有干扰与信号噪声均对脉冲重构产生影响,且固有干扰影响较大;脉冲重构时,相邻码元编码产生的脉冲电平差值较小,使得误码阈值降低,上述影响更易引起误码。误码率的理论计算结果与仿真分析结果基本一致,可以将误码率分析模型用于钻井液压力QPSK信号传输效果的可靠性评估。
- 沈跃张令坦曹璐盛利民李林苏义脑
- 关键词：旋转阀误码率
- 钻井液连续压力波信号的延迟差动检测及信号重构被引量：13
- 2013年
- 根据钻井泵产生的泵干扰与钻井液压力信号的传输路径分析,建立了信号延迟差动检测数学模型;根据检测管路的传输函数分析,建立了短距离直管路传输有限频带信号的理想低通滤波器数学模型;以数学分析为基础,分别在时域和频域研究了钻井液连续压力波信号的数学重构方法。基于无限冲击响应(IIR)理论,通过时域差分方程建立了信号重构数学模型;基于延迟差动检测信号的傅里叶正、逆变换建立了从频域实现信号重构的数学模型。通过频域重构数学模型的极点频率与信号传输延迟之间的理论关系,建立了压力传感器间距的约束条件,为传感器的合理布置提供了理论依据。理论计算与数值仿真表明,信号延迟差动检测方法可以有效地消除泵干扰的影响,通过时域和频域的数学模型均可实现钻井液压力相移键控信号的重构与恢复,信号的信噪比(SNR)大幅提高,在测量直管路长度符合压力传感器间距的约束条件下,两种重构方法均可获得满意的信号质量。
- 沈跃崔诗利张令坦苏义脑盛利民李林
- 关键词：信号重构时域分析频域分析
- 钻井液压力DPSK信号传输的误码率分析被引量：5
- 2016年
- 通过钻井液压力DPSK信号的相位解调及旋转阀转速控制脉冲的重构,可以恢复信号调制过程中的数据编码,但解调系统产生的固有干扰及信号噪声会对旋转阀转速控制脉冲重构的正确性产生很大影响。鉴于此,基于无码间串扰单极性脉冲PCM(脉码调制)系统的误码率分析,通过建立重构的旋转阀转速控制脉冲信噪比数学模型,对重构脉冲的误码率进行了理论研究。研究结果表明,旋转阀转速控制脉冲的重构会受到解调系统产生的固有随机干扰及信号噪声的双重影响,二者通过影响重构脉冲的幅度信噪比使误码率增大。误码率的数值仿真结果与理论计算结果基本一致,验证了理论分析的正确性。研究结果为解调系统参数的优化设计及信号噪声的控制研究提供了理论指导,并且为钻井液压力DPSK信号传输的可靠性评估提供了理论基础。
- 沈跃张令坦曹璐盛利民李林苏义脑
- 关键词：旋转阀信号传输差分相移键控相干解调误码率
- 钻井液DPSK信号解调及旋转阀控制脉冲重构被引量：6
- 2014年
- 基于钻井液压力DPSK信号调制过程的数学分析,研究了钻井液压力DPSK信号相干解调的可行性。通过在相位相干解调的基础上增加反余弦和求导环节实现旋转阀控制脉冲的重构,钻井液压力DPSK信号可以采用相干方式进行解调,且无噪声影响条件下解调效果较好。仿真分析结果表明,噪声会对钻井液压力DPSK信号的幅度和相位产生干扰,对旋转阀控制脉冲的重构造成较大影响;旋转阀控制脉冲的重构受到信号频带内噪声垂直分量导数的严重影响;大幅提高输入信号信噪比是钻井液压力DPSK信号相干解调系统获得相对较小误码率的关键。
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- 关键词：DPSK信号钻井液相干解调信噪比
- 基于自适应滤波的钻井液连续压力波信号噪声抑制被引量：7
- 2014年
- 根据钻井液连续压力波信号频带传输特性及自适应滤波器数学原理,针对钻井液连续压力波信号的宽带特征,基于钻井液压力相移键控(PSK)信号数学模型,以最小均方误差(LMS)为评价标准构建自适应滤波器算法,从理论上研究了采用自适应滤波方法实现钻井液连续压力波信号噪声消除及信号重构的可行性。建立了以载波信号作为输入及含噪声井下信号为期望输入的适于宽带信号处理的自适应滤波器结构及数学模型,在自适应控制算法作用下,通过自适应地调整滤波器权系数,以载波延迟采样值的加权线性叠加来逼近井下连续压力波信号;通过建立滤波器权系数的自适应控制算法,分析了滤波器的自适应步长因子对重构信号信噪比及失真度的影响。数值计算及仿真结果表明,基于该数学模型的自适应滤波器可以有效消除进入信号频带的各种随机噪声并实现钻井液压力相移键控信号的重构,通过合理选择自适应步长因子可以降低重构信号的波形失真度,获得较高质量的重构信号。
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- 关键词：自适应滤波噪声抑制载波数学模型
- 负载力矩对旋转阀转速的影响分析及转速控制被引量：3
- 2018年
- 旋转阀的转速控制关系到钻井液压力信号的产生。旋转阀负载力矩随旋转角的变化规律是影响转速控制的关键。根据旋转阀转子的受力情况分析了旋转阀负载力矩的组成及影响因素。通过理论分析结合计算流体力学(CFD)仿真分析建立了负载力矩的计算模型。研究表明,旋转阀负载力矩随旋转角呈严重的非线性变化,负载力矩与钻井液流量的平方有关,与钻井液密度呈线性关系,与钻井液黏度无关。负载力矩的非线性特性对旋转阀转速产生严重影响。基于负载力矩的计算模型,采用负载力矩的前馈补偿进行旋转阀转速控制系统的线性化校正,通过转速负反馈形成PID(比例-积分-微分)闭环实现旋转阀转速的快速随动控制。MATLAB/Simulink仿真结果表明,旋转阀转速闭环控制系统具有快速跟随调相脉冲变化的能力;同时对流量测量误差及负载力矩计算模型偏差产生的干扰影响具有较强的抑制作用,可以满足对32 Hz的压力载波进行相移键控(PSK)调制,实现16 bit/s的数据传输速率。
- 沈跃尹笛贾甲路林林张令坦盛利民
- 关键词：随钻测量旋转阀负载力矩转速控制
- 亲历式能谱测量仿真实验系统设计被引量：2
- 2015年
- 针对现有核物理实验仿真系统教学效果方面的问题,提出了新型γ能谱测量仿真实验系统设计方案。该仿真系统使用模拟核放射源、模拟核辐射探测器代替原实验系统的核放射源和核辐射探测器,构建基于STM32F407的γ能谱测量仿真实验系统,获得与原实验系统相同的实验效果,而且结构与原实验系统相同。该仿真实验系统可以让学生获得γ能谱测量实验"真实"体验,达到实验目的。
- 杨喜峰刘超卓周伟周丽霞王殿生
- 关键词：能谱测量核物理实验仿真STM32STM32
