二维参数

2024-05-26

二维参数(精选7篇)

二维参数 篇1

摘要:基于AutoCAD2008平台, 在Visual Basic 6.0环境下, 采用面向对象的编程方法, 对油田常用井下工具进行参数化设计。在人机交流界面中, 设计人员只需要输入零件的参数, 即可得到该零件的二维图形, 满足设计需求。

关键词:井下工具,AutoCAD,VisualBasic,参数化设计

1 引言

在激烈的市场竞争条件下, 为了获得更多的经济利益, 企业必须具备创新产品的开发和快速响应市场的能力。而新的产品只有快速地设计和制造出来, 才能迅速占领市场, 为企业创造经济效益。过去, 对油田常用井下工具的大量零件, 尤其是形状类似的一系列零件, 都需要进行反复的设计和绘图, 工作量比较大, 响应市场要求的速度慢。

针对油田常用井下工具种类繁多, 在管理、绘制的过程中重复性工作量大的现状, 本文基于Auto CAD2008平台, 在Visual Basic 6.0环境下, 采用面向对象的编程方法实现了井下工具二维图形设计的参数化。利用参数化设计的思想, 可以对形状相近或系列零件进行快速设计[1]。在参数化设计的过程中, 采用Visual Basic6.0编写程序, 将井下工具零部件所需的关键参数设置为变量, 通过对变量进行赋值, 系统检索出此尺寸参数, 自动计算出绘制图形所需要的各点坐标, 调用绘图程序进行图形绘制。

笔者为设计人员提供一个方便、快捷的平台。设计人员只需在图库的零件检索界面中检索需要的零件, 并输入零件的参数, 即可得到该零件的二维图形, 满足设计需求, 大大地节约了设计的时间、精力。参数化设计较大程度地改善了图形的修改手段, 提高了设计柔性, 并能减少重复劳动, 提高了设计数据的再利用率, 保证产品设计的详细资料能有序地存取, 从而提高了产品的生产效率。因此, 研究零件参数化设计具有很重要的意义[2]。

2 应用VB完成井下工具的参数化设计

为了实现对油田常用井下工具的参数化设计, 选择了Visual Basic6.0作为二次开发语言。该开发平台具有简单易用、通用和开发效率高的优点, 而且VB还可以迅速有效地开发程序界面。

2.1 启动Visual Basic6.0新建工程标准EXE

用VB语言编程对Auto CAD进行二次开发, 首先需要将VB与Auto CAD连接起来, 需要以下两个步骤:

(1) 在编写VB代码前, 在VB编写环境中引入Auto CAD对象库。首先打开VB6.0, 新建工程标准EXE;然后添加插件Auto CAD2008。

(2) Visual Basic6.0与Auto CAD2008的连接, 可以通过以下程序实现[3]。

如果Auto CAD运行, Getobject函数返回Application对象;若没有启动则返回一个错误信息, 用Err.Clear命令清除错误信息, 再用Create Object函数打开Auto CAD。

2.2 在代码窗体中编写绘制图形的代码

下面以油田常用井下工具中射孔枪的中间接头为例, 说明参数化图形绘制过程。

首先, 进行基本图形的绘制, 并且对所用到的线型、线宽等进行设置。因为要“清晰”、“准确”、“高效”地表达图形, 离不开图层、线形、字体、标注等等设置。只有各项设置合理才能为我们接下来的绘图工作打下良好的基础。

其次, 进行相关的尺寸标注。图纸上除了画出图形的各部分形状外, 还必须准确、详尽和清晰地标注尺寸, 以确定其大小, 作为加工时的重要依据。通常使用Aligned命令来实现直线型的尺寸标注, 在这个函数中前两个参数表示尺寸线的位置, 第三个坐标表示尺寸数字的位置。

最后, 就是找出图形中的可变尺寸, 对其进行参数化。参数化是绘图过程中很重要的一步, 把结构相似的零件参数化, 不仅可以节省人力、物力, 而且可以减少大量简单而麻烦的重复性工作;还可以节约存储空间, 释放电脑内存;此外, 还可以减少错误率和减少新产品的开发时间, 缩短新产品的开发周期, 节省了大量时间和精力。

2.3 人机交互界面的设计

界面设计是VB编程的重要组成部分。用户化界面是指在通用化CAD系统中嵌入部分二次开发工作的接口和界面, 这种二次开发界面将便于系统的操作和维护, 对于系统的实用性和应用效果具有重要的作用。用户界面的好坏是评价一个软件性能的重要标志之一。从对射孔枪结构进行分析总结的基础上可以看出, 射孔枪中间接头有五个可变尺寸, 分别为:D1、D2、D3、D4、D5, 所以在界面设计中, 只需设计出五个按钮, 并且对它们进行标识。如图1所示, 就是一个简单的用户界面, 用户只需要输入不同的参数就可以得到不同结构的图形。

2.4 图形的输出

在人机交互界面中, 输入相应的参数, 点击二维绘图按钮, 就可以得到用户需要的二维图形, 既简单又方便。输出结果如图2所示。

3 结论

本文针对油田井下工具种类繁多、重复性劳动大的问题, 在Visual Basic 6.0环境下, 基于Auto CAD2008平台, 采用面向对象的编程方法, 实现了油田常用井下工具射孔枪中间接头的参数化设计过程。为现场人员提供了一个油田井下工具非标准件调用的数字化平台, 大大节约了设计时间。设计人员只需在图库的零件检索界面中检索需要的零件, 并输入零件的参数, 即可得到该零件的二维图形, 使其从繁琐的绘图工作中解脱出来, 从而大大提高新产品设计和绘图的效率。

参考文献

[1]张峰, 李兆前, 黄传真.参数化设计的研究现状与发展趋势[J].机械工程师, 2002 (1) :13-15.[1]张峰, 李兆前, 黄传真.参数化设计的研究现状与发展趋势[J].机械工程师, 2002 (1) :13-15.

[2]邹伟, 廖宏谊.零件参数化图库研究现状及发展趋势[J].机械制造, 2009 (3) :51-53.[2]邹伟, 廖宏谊.零件参数化图库研究现状及发展趋势[J].机械制造, 2009 (3) :51-53.

[3]张晋西.Visual Basic与AutoCAD二次开发[M].北京:清华大学出版社, 2002.[3]张晋西.Visual Basic与AutoCAD二次开发[M].北京:清华大学出版社, 2002.

二维参数 篇2

采用二维场地模型确定设计地震动参数的实例及有关问题的建议

本文介绍了采用二维场地模型进行场地地震反映分析的实例,并就相关规范条文作出讨论,对如何修订规范条文提出了建议.

作 者:刘仁凤 陈方颖 吴明大 LIU Ren-feng CHEN Fang-ying WU Ming-da  作者单位:刘仁凤,LIU Ren-feng(岫岩市地震局,辽宁,岫岩,114300)

陈方颖,吴明大,CHEN Fang-ying,WU Ming-da(辽宁省地震局,辽宁,沈阳,110034)

刊 名:东北地震研究 英文刊名:SEISMOLOGICAL RESEARCH OF NORTHEAST CHINA 年,卷(期): 25(3) 分类号:P315.9 关键词:二维场地模型   地震动参数   建议  

二维参数 篇3

关键词:铅酸电池,荷电状态,放电倍率,等效模型,二维参数辨识

1 引言

电动汽车 (EV) 已成为当前的研究热点之一, 在EV技术体系中, 动力电池及其管理系统 (BMS) 是一项关键技术, 而电池荷电状态 (SOC) 的估算更是BMS中的难点[1,2,3]。本文以准确估计电池SOC为研究目的展开。

针对阀控铅酸 (VRLA) 电池, 本文选用常用的Thevenin蓄电池模型[4,5]对电池的SOC进行估计。研究表明, 电动势法存在的最大问题是模型误差, 为了能够更准确地跟踪电池实际工作特性, 本文引入了一种二维参数辨识策略, 对处于不同SOC状态下以及不同放电倍率下的电池模型参数进行统计分析。这样在SOC实际估算过程中, 就可以实时根据电池SOC和放电倍率这两个状态对模型参数进行动态选取, 从而达到准确估算SOC的目的。

2 电池模型的建立

出于工程实现方便和参数辨识容易执行方面的考虑, 本文选取了目前广泛使用的Thevenin模型[6,7,8], 如图1所示。它主要由等效电动势E、欧姆电阻R1、极化电阻R2和极化电容C组成。

根据模型中的电气关系可知

零初始条件下其拉氏变换为:

整理后消去VC (s) 可以得到:

令θ= (R1+R2) / (R1R2C) , 对式 (3) 进行Z变换可得:

式中

其中, T为采样周期。因此可以得到:

式中, V (k) 、V (k-1) 、i (k) 和i (k-1) 均为可直接测量的量, 只需给出初始值E (0) 并辨识出a、b、c三个系数的值即可得到E (k) 。电动势E与电池SOC存在着对应关系, 得到电动势E即可获得对应的SOC。

3 基于二维参数辨识的电动势法

3.1 SOC估算的整体流程

本文所实现的基于二维参数辨识的SOC估算整体流程如图2所示。

进行SOC估算时, 先根据当前放电倍率及上一周期SOC这两维状态进行查表, 从而确定算法系数a、b和c的取值;接着就可以结合差分方程式 (5) 对当前电动势E进行估计;最后根据估计出的电动势E结合E-SOC对照表来确定电池当前SOC。在整个过程中二维系数表和E-SOC对照表是关键环节, 二者都是根据测试数据采用统计辨识和曲线拟合的方法获得的。

E-SOC对照表的提取如图3所示, 其方法是先采用标准电流 (0.1C) 对电池进行等电量间歇充电测试, 每个充电阶段充入电量约为ΔSOC=10%, 且每个充电段后都有1h的静置期, 取充电过程各静置期电压的极值即可得充电E-SOC曲线;再采用相同的方法进行放电测试, 可获得放电E-SOC曲线;最后取充放电E-SOC曲线的平均值作为最终的E-SOC关系, 该方法在文献[9]中有详述。

3.2 二维系数表的辨识

要辨识出期望的二维系数表, 首先要进行一系列放电测试, 所测试蓄电池为INT系列6FM40型12V/40A·h VRLA蓄电池, 共选用三组性能基本一致的单体。测试方法是采用不同的放电倍率分别对充满电的VRLA电池进行恒流间歇放电, 直到电池电压达到最低门限电压为止。所谓间歇就是在每两个放电阶段之间加入一个时长为1h的静置时间。测试原则如下:

(1) 充满状态。采用三段式12V VRLA电池充电器对蓄电池进行持续充电, 充电达到10h后, 视作电池充满。

(2) 放电截止条件。任意倍率条件下电池端电压降到截止电压10V, 停止放电。

(3) 放电标准。不管采用哪种倍率, 保证每个放电段放出的电量均为4A·h (最后一个放电阶段除外) , 即每个放电段对应电池SOC的变化量基本相等。

(4) 分别采用0.05C、0.1C、0.15C、0.2C和0.25C五种倍率对电池进行放电。

如图4所示, 模型将静置时段等效为欧姆电阻掉电和极化电容放电的过程, 在此首先研究极化电容放电过程, 根据式 (1) , 当放电结束时放电电流为零, 故有:

若取放电停止时刻为t=0, 则在静置段采用曲线拟合, 选用的函数形式可写为:

式中, α=E (0) , 为电池在静置段内的实际电动势, 静置时为恒定值;β=iR2, 为电容放电前的初始电压值, 也即放电过程中电阻R2上产生的压降;λ=1/ (R2C) , 为时间常数τ的倒数。

根据此辨识方法可以得到α、β和λ三个量, 于是可以首先通过放电电流i确定极化电阻R2;接着便可以得到极化电容C;最后根据电压的瞬时突变来确定欧姆电阻R1, 电压瞬时突变量可以由总的电压变化量减去电容C的初始电压得到。按照这种方法, 便可以得到不同的放电倍率下, 以及不同的电池SOC状态下电池模型各参数对应的数值, 辨识结果如图5所示。

根据参数辨识的结果可以发现:在电池的工作平台区 (30%≤SOC≤90%) 内, 模型中的等效电阻R1和R2都随着放电倍率的提高有一个明显减小的趋势, 而在固定的放电倍率下, 两者的数值则相对比较稳定;整体来看R1和R2又随着SOC的降低有着明显的增大趋势;极化电容C随电池SOC的降低总体上有一个增大的趋势, 当采用不同倍率放电时, 对于处于平台区的VRLA电池而言, 在相同的SOC状态下其等效电容之间的差异并不大。

虽然在工作平台区内模型参数较稳定, 但当电池工作于平台区以外时, 特别是当SOC低于30%时, 电池会工作于一种高度非线性的状态, 参数变化非常迅速, 本文重点研究平台区内特性。

接着就是根据得出的一系列电阻电容参数, 结合式 (3) ~式 (5) 进一步确定电动势算法中的系数a、b和c的数值, 这三个参数将直接参与电池电动势的实时递推。最终可以得到如表1所示的二维系数表。

得到二维系数表后, 就能在电动势的递推过程中根据当前放电倍率和当前SOC状态进行查表, 从而确定算法系数。

4 实验分析

实验平台总体结构如图6所示。电池仍采用INT系列6FM40型VRLA蓄电池, 额定容量40A·h, 实际可用容量约32A·h;充放电采用三段式充电器和DSS1K8E智能放电仪;BMS平台则采用自行开发的基于TI DSP2407的信号检测和处理系统以及基于VC++的上位机监控平台。

采用上文提出的SOC估计策略结合BMS平台对处于放电状态的电池进行了实时SOC估计, 试验结果如图7和图8所示。

图7为采用标准电流4A给蓄电池持续放电时, 分别采用恒定参数模型和二维参数辨识策略对电池SOC进行实时估计的结果。可见采用恒定参数电池模型得到SOC曲线产生了明显的误差, 在电池工作状态切换时产生的误差尤为明显。而采用二维参数辨识后所估算出的SOC则能够比较准确地跟踪理想SOC曲线。

接着又进行了随机电流间歇放电测试, SOC估计结果如图8所示。可见采用恒定参数电池模型估计出的SOC曲线虽然在起始阶段还比较准确, 但在放电中期2A小倍率放电阶段却产生了较大的误差。相对而言, 采用二维参数辨识策略对电池SOC进行估计时, 虽然在状态切换时仍存在一定误差, 但总体而言所产生的误差有明显减小。由此可见, 采用这种带有动态参数的等效模型可以更加准确地实现蓄电池的SOC的估算。

5 结论

本文首先结合Thevenin等效模型, 提出了一种二维参数辨识策略, 提高了电池模型的精度;接着详细介绍了参数辨识步骤, 二维系数表的建立流程以及应用方法;最后基于TI DSP2407搭建了实验平台, 并对处于工作状态的VRLA蓄电池进行了实时SOC估计。实验结果表明, 采用二维参数辨识策略建立的动态参数电池模型能够更加准确地反映蓄电池的实际工作性能, 通过这种方法估计出的电池SOC也更加准确, 整个策略具有很强的实用性。

参考文献

[1]李红林, 张承宁, 孙逢春, 等 (Li Honglin, Zhang Chengning, Sun Fengchun, et al.) .锂离子电池组均衡充电和保护系统研究 (Research on equal charging and protection system of Li-ion battery pack) [J].北京理工大学学报 (Transactions of Beijing Institute of Technology) , 2004, 24 (3) :210-211.

[2]李书旗, 沈金荣 (Li Shuqi, Shen Jinrong) .蓄电池组均衡电路的设计与实验 (Design and experiment of balancing circuit for rechargeable battery pack) [J].科学技术与工程 (Science Technology and Engineering) , 2009, 9 (13) :3081-3085.

[3]刘洁, 王菊香, 邢志娜, 等 (Liu Jie, Wang Juxiang, Xing Zhina, et al.) .燃料电池研究进展及发展探析 (The Investigation on research progress and development of fuel cell) [J].节能技术 (Energy Conservation Technology) , 2010, 28 (4) :364-368.

[4]Sabine Piller, Marion Perrin, Andreas Jossen.Method for state-of-charge determination and their applications[J].Journal of Power Sources, 2001, 96 (1) :113-120.

[5]夏超英, 张术, 孙宏涛 (Xia Chaoying, Zhang Shu, Sun Hongtao) .基于推广卡尔曼滤波算法的SOC估算策略 (SOC estimation strategy based on extended Kalman filter algorithm) [J].电源技术 (Power Source Technology) , 2007, 31 (5) :414-417.

[6]Mao Chunsheng, Zhong Shaohua, Hu Yunda.SOC estimation of EV battery based on improved Thevenin model[J].Technology of Power Supply, 2005, 382 (18) :106.

[7]M Sarvi, M A S Masoum.A neural network model for NiCd batteries[A].43rd International Universities Power Engineering Conference, UPEC 2008[C].2008.1-5.

[8]Jrn A Tinnemeyer.Multiple model impedance spectroscopy techniques for testing electrochemical systems[J].Journal of Power Sources, 2004, 136 (2) :246-249.

二维参数 篇4

减阻研究是一项重要的空气动力学基础问题。以飞机设计为例,减少飞机阻力,可以改善飞机起飞性能和巡航效率,进而改善飞机的燃油经济性,提高市场竞争能力,因此减阻研究具有重要的意义。

摩擦阻力是飞机阻力的重要组成部分,对于降低摩擦阻力的方法,通常分为两种,一是实现层流边界层,另一种方法则是湍流减阻,降低机体湍流区的摩擦阻力。横置小肋减阻的方法就属于后者。

在国外,NASA兰利研究中心的Walsh等人对不同形状的顺流向布置小肋做了全面系统的实验研究[1,2,3,4],文献[5]对试验研究结果进行了综述。目前,广泛认可的结论表明最佳的设计是一种对称的V形沟槽面,当其高度和间距的无量纲参数h+≤25和s+≤30时具有减阻特性,减阻效果最佳时沟槽的尺寸为h+=s+=15,这时可降低平板阻力8%。Gallagher、Bacher、Choi等人提出了一些对纵向小肋减阻机理的分析[6,7,8]。在工程应用中,采用与来流方向夹角小于10°的顺气流布置的小肋是研究的重点,针对飞机翼身组合体的应用,有限的数据表明可以取得(2—3)%的减阻效果[5]。对横向布置小肋的研究相对较少,横向小肋与纵向小肋减阻机理不同,深入分析其机理有助于开展小肋与来流夹角的优化研究。

国内学者也开展了一些试验和数值分析研究,梁在潮在水洞中分别进行了横、纵两向沟槽面边界层的流动显示实验[9]。潘家正在风洞试验中,将小尺寸肋条按一定间距横置在平板上,并利用天平测得,气流来流速度为11 m/s时,减阻效果可达10.2%[10],但是未见该结论的重复性验证。刘占一,等进行了大量纵向沟槽面的数值模拟,分析了湍流流场特性[11,12]。胡海豹,等根据现有数值模拟方法的特点,提出了一套针对顺流向和横向布置两种脊状表面流场数值计算方法,得到了较好的模拟效果[13]。姜跃峰,等通过试验手段,分析了小肋对边界层结构的影响[14]。

小肋减阻研究采用较多的是实验手段,随着数值模拟精度和准度的提高,以及计算能力的不断改善,采用经过验证的CFD方法对于开展大量的参数分析和优化提供了条件,可以为成本较高的实验研究提供研究方案的初选。

为清晰认识横置的小肋对摩阻减阻的影响,以平板阻力为研究对象,采用数值方法对横置小肋对平板的减阻效果进行分析,同时对小肋参数进行优化,并分析了来流速度对减阻效果的影响,以探寻横置小肋在湍流减阻的应用范围和领域。

1 数值方法

理论上,平板置于完全湍流条件下,根据雷诺数范围,摩擦阻力系数遵循如下关系

Cf=0.455(lgReL)2.58

由此得出,Cd=CfL=0.001 224。

使用FLUENTⓒ,基于流动的物理特征,采用不可压求解器,计算参数如表1所示。

采用的计算域及边界条件设置如图1所示。在计算域顶部和平板前后,设置了对称边界条件。使用S-A湍流模型,得到Cd=0.001 226 3,相对误差0.19%,计算结果与理论值符合较好。因此,在后续计算中选用S-A湍流模型。

2 小肋平板的计算结果及分析

2.1小肋平板建模与网格

参考Walsh的研究结果[3],基准小肋选取等腰三角形并与来流方向成90°布置。小肋基准参数设置如图2所示。小肋高度为h,宽度为w,小肋间间距为s。基准小肋高度h固定为0.1 mm,s取0,在小肋分布范围不变的条件下,分析小肋宽度w变化对阻力的影响。

计算中将小肋排列于平板中央的0.06 m范围内,以避免平板入口和出口处的流动状态与小肋处流场的互相干扰,同时保留前后两段光滑平板,以分析小肋起始处和结束处的流场特征。小肋几何外形和计算网格如图3所示,计算网格使用结构网格。网格规模328 104,近壁尺度1×10-5 m。文中使用RANS得到稳态流场,使用LES分析流场变化规律,特别是肋间涡柱的形成及发展过程。LES计算时间步长为ΔT=2×10-7 s。

2.2计算结果与流场分析

图4所示为改变单一小肋宽度对阻力的影响,当小肋宽度趋于无穷大时,可以认为小肋平板无限趋于平板。图中可见,对于平板情况,阻力完全为黏性阻力,而小肋的加入,使得阻力中产生了压差阻力的分量。而随着小肋宽度减小,压差阻力迅速增加而黏性阻力略有减少。小肋宽度在某一范围时,总阻力较平板阻力小,即存在减阻效果。

从图5中列出的若干不同宽度的小肋平板的流线图可以看到,空气流过三角形小肋,在小肋背风一侧可以产生涡流,并且停留在小肋之间的沟槽内转动。随着小肋宽度增大,小肋后部的逆压梯度减小,使得肋间涡的强度逐渐减弱,直至消失。

图6显示了小肋平板前部不同时间的流线形态,从中可以分析涡流的形成过程。可以看到,肋间涡迅速在小肋背风一侧形成,逐渐增强,最后趋于稳定。

2.3减阻机理分析

根据计算结果,小肋起始位置的边界层厚度δ约为2.7 mm,于是小肋高度与边界层厚度之比h/δ=0.1/2.7=0.037,且此时小肋高度的无量纲参数h+约为5,因此可以认为小肋位于边界层的黏性底层内,对流动外部流场影响较小,因而可能会出现减阻效果。图7所示为光滑平板和小肋平板壁面剪力的数据比较。从中可以发现,小肋的存在使得壁面剪力呈现比较大幅度的震荡。在小肋分布的大部分区域,小肋平板的剪力高于平板,说明黏性阻力有所降低,甚至在肋间区域出现大于0的情况,即产生反向的“黏性推力”。

因此可以确定,肋间涡柱的存在使得小肋顶部流体间摩擦降低,而涡柱底部的反向流给了壁面一个向前的摩擦力,抵消了部分流体对壁面的摩擦,进而降低黏性阻力。若肋间涡柱逐渐减小或者消失,流体流过小肋时,相当于增加了平板的浸润面积,故阻力较平板有所增加。因此,涡柱的存在是实现减阻的主要内因。

图8所示为中部区域小肋平板与光滑平板X方向的速度剖面的对比。可以看出,小肋的存在改变了边界层底部的速度剖面,由于肋间涡柱的存在,壁面附近出现了反向速度。

从图8中还可以看到,当无量纲高度y+≥60时,两者速度剖面几乎重合,因此,小肋的存在只改变了边界层底部的流场结构,而并没有改变边界层顶部及边界层之外的流场。

另外,对比相同y+位置的速度剖面,小肋的存在使得近壁速度剖面略有收缩,等效地降低了壁面附近的速度梯度,可以认为这是壁面摩擦阻力大幅下降的物理原因。国内学者对边界层结构进行了细致的研究,提出不同的见解[14],而本文的重点放在参数影响分析和优化上。

3 参数影响研究及响应面优化

采用CFD方法的优势之一是可以对大量不同参数组合开展计算分析,为清晰地研究各个参数的影响,分别针对各参数的独立影响开展研究。先从单个小肋开始,研究小肋的分布位置,高度,形状对平板阻力影响。进而增加数量,观察小肋间距和数量对平板阻力的影响。最后分析了来流速度对减阻效果的影响。

在分析单参数影响的基础上,采用响应面分析流程对多参数影响进行了分析,得到了小肋外形参数、分布参数和来流速度等主要参数影响趋势的分析[15]。

3.1单小肋参数分析

3.1.1 位置参数

图9所示为小肋分布于不同平板百分比长度位置时,阻力的变化情况。从中可以看到,当小肋置于平板前缘时,阻力增量较大(3.6%),这是由于小肋完全暴露于来流中,产生很大压差阻力。而当小肋位置离开前缘向后移动,并处于湍流边界层内时,会出现减阻效果。

3.1.2 高度参数

为避免小肋暴露于高速来流中,在距平板前端30%位置放置一个小肋,变化高度以观察阻力变化。图10所示为不同小肋高度的阻力影响,高度为0时,对应平板。以平板阻力为基准,进行归一化的比较。可以看到,高度增加时,阻力先降后增,而且增量随高度增加而变大,在h=0.05 mm时,阻力最低。

3.1.3 外形参数

计算了四种不同形状的小肋,如图11所示,包括矩形、对称三角形、非对称三角形,以及鼓包型。其中鼓包型是一种参数化外形,控制方程为一组参数化的分段三角函数,给定宽度、高度、顶点位置,及形状因子,即可得到一个在顶点和底脚位置高阶连续的外形。

从计算结果看,发现对称的三角形外形阻力特性较好。而从之前的分析看,尖角反而是产生肋间涡柱,进而降低阻力的一个有利因素。

3.2多小肋分布参数

当小肋数量增加时,引入小肋间距参数s。以双小肋为例,速度15 m/s时,以间距和高度两个量为参数,得到一个响应面,如图12所示。可以明显看出,当高度h=0.05 mm时,阻力较小,并且间距s/h=5时,阻力最小。同时可以看出,减阻效果与小肋高度的敏感性大于对间距的敏感性,从而证实了小肋高度参数的重要性。

图13所示为小肋数量增加时,阻力关于间距和小肋数量的变化关系。可以看到,小肋数量增加时,最小阻力先降低,在数量等于5时略有升高,之后继续降低。但是与此同时,阻力最小的间距也略有增加,从5倍高度增加到6倍高度。

从图14可见,当小肋数量大于5后,阻力呈线性下降,其中原因是,与中间的小肋相比,前部和后部的小肋有着略有不同的流场,因此,当小肋数目增加时,小肋平板中部形态,强度相似的涡柱线性增加,进而使得总阻力呈现随小肋数目增加而线性下降的趋势。

综合上面的分析可以推断,在小肋不置于平板前端位置的前提下,尽量增加小肋的分布宽度,可以有效地降低阻力。于是,取不同起始位置和分布宽度的小肋平板,得到样本空间,采用Kriging方法建立了小肋分布与阻力间的关系[15],如图15所示,图中,横坐标为小肋起始位置,而纵坐标为分布宽度。显然,整个样本空间位于横坐标和纵坐标长度为200 mm的三角形区域内。

从图15中可以清楚地看到,整个阻力样本空间近似是纵坐标的函数,即随着小肋分布宽度的增加,总阻力减小不断减小。但是需要注意的是,当小肋起始位置位于板头,即横坐标接近0时,阻力明显增加。当小肋分布在5%以后的平板上时,减阻效果达到3.986%。

3.3来流速度影响

由于研究着重于横置小肋平板的减阻作用,因而需要研究来流速度对减阻效果的影响。

选取若干个来流速度,取双小肋情况,并做了相应的响应面,以观察来流速度对小肋减阻的影响,如图16所示。

计算数据在表2中给出,从中可以看到,随着速度的增加,最优的小肋高度降低,同时,最优间距减少。但是,从计算的数值结果上看,与平板阻力相比,小肋平板的阻力均有所增加。因此,在所分析的参数范围内,减阻效果随速度增加而逐渐消失。

4 结论

采用RANS和LES相结合的数值分析方法,研究了横置小肋对平板湍流减阻的影响,并对作用机理和物理参数做了细致的分析和优化,得到的结果为进一步分析小肋减阻的有效速度和雷诺数范围,以及在翼型和三维机翼上的应用研究提供了基础。

通过对计算结果的分析比较,可以得出以下结论:

(1)平板上垂直于来流方向布置的小肋在流场中可以形成肋间涡柱,改变了原本流体和物面的作用方式,从而使得摩擦阻力减小;

(2)从边界层角度来看,小肋改变了边界层底部的流动状态,使得速度剖面收缩,降低了壁面附近的速度梯度,因而降低了摩擦阻力,但对外部流场影响较小;

(3)对小肋参数的研究结果表明,等腰直角三角形的小肋效果相对较好,而一定高度和间距,并且分布在不接近平板前缘的湍流区域时,有一定减阻效果。参数影响的敏感性从高到低的顺序依次为小肋高度,间距和分布宽度;

(4)来流速度对减阻效果具有重要影响,当来流速度增加时,最优的小肋高度和间距均有所减小,但是总阻力会略有增加。

摘要:采用RANS和LES相结合的数值计算方法,系统分析了给定条件下二维平板横置小肋对湍流摩擦阻力的影响。并开展了小肋外形及布置参数的优化研究。使用RANS方法计算平板阻力,而LES方法则着重分析流场变化过程,以分析减阻机理。通过对不同外形和参数小肋的CFD计算结果的比较分析,得到了该计算条件下减阻效果最佳的小肋参数,与光滑平板对比,最大减阻近4%。通过对流场的分析可以看到,横置小肋之间产生涡柱,改变了流体与平板的作用方式及近壁速度剖面,进而可以降低摩擦阻力。研究为进一步分析横置小肋在更宽速度和雷诺数范围内的有效性及开展全面的参数优化研究提供了基础。

二维参数 篇5

直接标识技术(direct part marking,DPM)是指直接在物体表面标识可机器识别的代码的一种标识技术。直接激光标刻零件编码技术是直接标识技术和二维条码技术的融合,它利用具有适当能量的激光束在零件平面、圆柱面或圆锥面上形成一定深度的、永久性的二维条码图像,可通过条码识读设备读取条码内容以实现对零件的追踪管理。

目前,进行零件的二维条码激光标刻时,如何调节激光标刻工艺参数以获得高质量的条码并没有科学有效的方法。操作者只能靠经验选择标刻参数,无法确保二维条码质量。而激光直接标刻零件编码的质量是影响识读设备能否正确、快速识读条码内容的根本因素。目前,国内学者在因标刻参数影响激光束路径而使激光标刻图像产生晕染、缺失等方面有很多研究成果[1,2]。激光开延时、拐弯延时、跳转延时过大会使图像产生晕染,而过小则会使图像产生缺失、失真的现象。另外,清华大学、澳门大学以及比利时的Catholic University of Leuven等单位的一些研究人员则分析了脉冲频率、扫描速度等标刻工艺参数对标刻字母和图形的深度、宽度和清晰度的影响,其研究结果显示,随着扫描速度的提高,图像深度、宽度减小,标刻对比度下降,当扫描速度增大到一定值后,标刻图像的质量迅速下降[3,4,5,6]。但目前关于激光直接标刻的工艺参数影响二维条码质量方面的研究还未见有文献报道。

为了选择合适的激光标刻工艺参数以获得高质量的零件二维条码,本文通过大量的试验,着重分析研究了有效矢量步长、有效矢量步间延时、电流、Q-Switch频率[7]等激光标刻工艺参数及其交互作用对激光标刻零件二维条码质量的影响趋势以及显著性程度。

1 试验思路

根据相关资料及二维条码印刷质量检验的国家标准[8],矩阵式二维条码图像的质量等级指标中的对比度,即符号对比度(symbol contrast,SC)和打印增长会对二维条码质量等级产生重要影响,即条码图像的质量等级主要通过符号对比度、打印增长等特性来评定,而这几项指标的获得主要受激光标刻过程工艺参数变化的影响。

在激光直接标刻零件编码的工艺参数试验中采用的设备包括半导体泵浦ND:YAG激光雕刻机、条码检测仪、标刻零件和识读夹持工装等。试验过程分为试验设计、试验操作、试验数据分析三部分。首先,在确定好试验因素的前提下,根据试验确定各因素值的选取范围,保证试验的有效性。然后在选取范围内,对各因素水平值进行设计,并按照试验设计方法进行激光二维条码标刻,如图1所示。通过条码检测仪,根据DPM标准对条码质量进行检验,获得条码质量符号对比度、打印增长指标的数据,进行影响显著性及趋势分析,并获得分析结果。试验过程如图2所示。

2 试验设计及数据分析方法

2.1 试验设计

根据经验及文献资料,有效矢量步长、有效矢量步间延时、电流、Q-Switch频率及Q-Switch释放时间这5个激光标刻工艺参数是激光标刻中的重要影响因素。激光标刻机使用要求中明确规定Q-Switch频率及Q-Switch释放时间两参数的乘积必须恒为常数,所以试验中确定以有效矢量步长、有效矢量步间延时、Q-Switch频率、电流作为固定因子(依次为因子A、因子B、因子C、因子D)。根据试验确定各标刻工艺参数的取值范围,确保试验的有效性。在取值范围内对各标刻工艺参数选择3个不同的水平,如表1所示。

为使试验过程中环境不可控因素的敏感性最小,即因环境不可控因素导致的误差最小,我们在进行试验时,试验安排序号采用随机顺序,并尽量保证试验操作过程的一致性。同时,遵循重复试验原则,减小方法和操作等带来的以个体差异为主的各种误差。试验设计选择因子设计法,该方法不仅考虑到每个因素对试验指标的影响效应,同时考虑各因素之间交互作用对试验指标的影响效应。

2.2 方差分析方法

方差是在随机干扰存在的情况下,把各因素变化所产生的影响分离出来进而作出因素变化对研究对象是否有显著性影响的推断[9]。因子设计的标准方差分析过程中,在求出每一组合下3次观察值之和后,按照因子设计代数符号表,求出各因子及交互作用效果对应的对照值,以有效矢量步长(因子A)为例,其对照值计算公式为

式中,Ar为指各因子以A为基准的不同水平组合;m为所有因子不同水平的组合数;yr为不同水平组合下的值。

计算与每个对照值对应的离差平方和:

式中,n为每个因子的水平数。

并计算总离差平方和:

式中,a为因子A的水平数;b为因子B的水平数;c为因子C的水平数;d为因子D的水平数;yijkl为A、B、C、D因子不同水平下的效果值;y为A、B、C、D因子不同水平下的效果值的和。

以及误差平方和:

式中,SCD为因子C、D的相互作用的离差平方和的值。

通过离差平方和及各因素的自由度求出均方,则F比的值为各因素的均方与误差均方值的比。

3 激光标刻工艺参数对二维条码对比度的影响

对比度是零件激光直接标刻二维条码能否被扫描设备正确识读的关键技术指标之一,是标刻基底材料表面颜色与其经过激光束照射,表层物质发生化学变化后颜色的反差程度。对比度受激光标刻工艺参数变化的影响而影响Data Matrix二维条码质量。

表2为各激光标刻工艺参数不同组合情况下条码对比度的试验数据。分析过程中,考虑各因素及相互之间交互作用影响,并给出显著度α=0.05,查出显著度F检验的临界值FA(a,b)。从中可以看出激光标刻工艺参数中有效矢量步长、有效矢量步间延时、电流以及有效矢量步长与有效矢量步间延时的交互作用对Data Matrix二维条码质量指标中对比度的影响显著。而Q-Switch频率的影响较小。

3.1 有效矢量步长、有效矢量步间延时对二维条码对比度的影响

有效矢量步长是指将打标笔画划分成许多等份,每份的长度。随着有效矢量步长的增大,标刻深度减小,精度降低,而标刻速度增大。有效矢量步长调整范围为0.001mm到0.03mm。随着标刻深度减小,精度降低,Data Matrix二维条码的对比度下降,如图3所示。当有效矢量步长超过0.015mm后,二维条码的对比度已经难以满足扫描设备对条码的识读要求。

有效矢量步间延时是指给每份有效矢量步长预置的时间,该参数也可以明显改变雕刻的速度、精度和深度,如图4所示。有效矢量步间延时越大,二维条码对比度越大,而当该参数大于120μs时,由于金属表面物质过度氧化,使得Data Matrix二维条码无法识读。

3.2 电流对二维条码对比度的影响

激光电源工作电流的大小能够改变激光的输出能量,从而改变激光束对基体材料表层物质的化学反应程度,并进而影响零件直接激光标刻二维条码的对比度大小,其影响趋势如图5所示。

4 激光标刻工艺参数对二维条码打印增长的影响

打印增长是指在激光束的照射下,标刻出的实际二维条码与理想状态下的二维条码在X轴、Y轴上的百分比。它也是零件激光直接标刻二维条码能否被扫描设备正确识读的关键技术指标之一。本文分别对X方向、Y方向的打印增长进行研究。表3为激光标刻工艺参数对打印增长影响的方差分析表。

将表3中各因素F值与显著度F检验的临界值比较后得到:有效矢量步长、有效矢量步间延时及电流对Data Matrix二维条码质量指标中X方向、Y方向的打印增长的影响显著;其余的激光标刻工艺参数及相互之间的交互作用对其影响不显著。

随着有效矢量步长的增大,X方向、Y方向的打印增长逐渐减小(图6)。相反,随着有效矢量步间延时的增大,打印增长逐渐增大(图7)。电流的增大,激光能量增大,导致激光束经过基体材料表面后,基体材料发生强烈的化学反应,打印增长的百分比升高(图8)。

5 基于BP神经网络的激光标刻工艺参数优化模型

激光标刻工艺参数与二维条码质量指标中的对比度和打印增长之间存在复杂的非线性关系,这使得标刻工艺参数对二维条码质量的理论数学模型很难建立。采用神经网络技术,利用其高度非线性映射、自组织、自学习和联想记忆等功能,使工艺参数与二维条码质量之间的非线性问题转化为一个线性优化问题,这样就可表达激光标刻工艺参数与二维条码质量之间的定量关系。

BP神经网络是指基于误差反向传播算法的多层前向神经网络,是目前应用最为广泛的神经网络模型,模型中有输入、隐含和输出3种神经元。层与层之间采用全互连方式,同层各神经元之间不相互连接[10]。且理论上已经证明在不限制隐含层节点数的情况下,只有一个隐含层的神经网络可以实现任意非线性映射。本研究的数据便于获取,映射关系复杂,所以采用BP神经网络结构来建立。

根据试验数据分析结果,在激光标刻过程中,主要是有效矢量步长、有效矢量步间延时、电流及其交互作用对二维条码质量产生影响,故采用3层BP神经网络。输入层节点选择有效矢量步长、有效矢量步间延时、电流3个参数;输出层节点选择二维条码的对比度、X方向打印增长、Y方向打印增长3个指标。隐含层神经元个数参考值可根据经验公式来计算:

式中,m为输入层节点数;n为输出层节点数;N为隐含层节点数。

根据此公式,建立5个隐含层节点的网络结构(图9)。在对数据进行处理时,一个神经网络如果第一层是S型函数,第二层是线性函数,就可以用来模拟任何连续有界的函数。所以本文中隐含层传递函数选择Sigmoid函数,输出层函数选择线性函数。因为S型函数的值域在0~1之间,因此需要将输入值和输出值进行预处理,使其在(0,1)区间内,以提高神经网络的收敛速度和学习效果。又因为在梯度递减法、带自适应学习率的梯度递减法、Powell-Beale连续梯度法、Levenberg Marquart(LM)法、Fletcher-Powell连续梯度法等训练函数中,Levenberg Marquart训练函数迭代次数最少,收敛精度最高,故训练函数选用LM算法。

利用试验数据对BP模型进行训练后,通过仿真结果获得二维条码质量指标值,与真实试验结果进行比对,其误差在4.5%以内,满足实际需求。结果如表4所示。

6 结束语

激光标刻工艺参数对Data Matrix二维条码质量等级影响的研究结果显示,有效矢量步长、有效矢量步间延时、电流对激光标刻零件二维条码质量指标中的对比度及打印增长影响显著,同时,有效矢量步长与有效矢量步间延时的交互作用对对比度也有显著影响。研究结果为后续其他材料零件条码的激光标刻工艺参数选择研究及模型建立提供了依据。该项研究有利于提高零件条码质量等级,提高工业条码识读效率,可使零件的直接标识技术在制造业中的应用更加完善。

摘要:针对零件表面激光直接标刻二维条码工艺参数选择中存在的盲目性进行了试验研究,主要分析了有效矢量步长、有效矢量步间延时、电流及Q-Switch频率这4个激光标刻工艺参数及其交互作用对激光标刻二维条码质量的影响。优化了零件表面激光标刻二维条码的工艺参数,并建立了优化模型,为标刻高质量二维条码提供了保障。

关键词:激光标刻,零件表面,二维条码质量,工艺参数优化

参考文献

[1]王璐.光纤激光器打标的试验研究[D].长春:长春理工大学,2008.

[2]王建平,李正佳.激光打标系统及工艺参数的分析[J].光学与光电技术,2005,3(3):32-35.

[3]Chen Nan.The IC Laser Mark Quality Criterion andOptimization of Laser Parameters[D].Harbin:Har-bin Institute of Technology,2006.

[4]Qi J,Wang K L.A Study on the Laser MarkingProcess of Stainless Steel[J].Journal of MaterialsProcessing Technology,2003,139:273-276.

[5]Kruth J P,Yasa E.Experimental Analysis of Processand Laser Parameters in Laser Marking[C]//Proceed-ings of the 9th Biennial ASME,Israel:ASME,2008:361-371.

[6]Yasa E,Kruth J P.Investigation of Laser and ProcessParameters for Selective Laser Erosion[J].PrecisionEngineering,2010,34:101-112.

[7]伍珊红,齐军,虞孝舜,等.Nd:YAG激光打标工艺试验研究[J].激光与红外,1999,29(2):92-95.

[8]中国物品编码中心.GB/T23704-2009自动识别与数据采集技术,二维条码符号印制质量的检验[S].北京:中国标准出版社,2009.

[9]马成良,张海军,李素平.现代试验设计优化方法及应用[M].郑州:郑州大学出版社,2007.

二维参数 篇6

近十几年来, 基于电磁矢量传感器阵列空间信源多参数估计问题成为学者们研究的热点问题[1,2,3,4,5,6], 它在雷达、声纳、通信和生物医学等领域都有着十分广泛的应用前景。电磁矢量传感器是由三个正交的电偶极子和三个正交的磁偶极子共点配置而成, 能够同时感应入射信号的三个电场分量和相应的三个磁场分量。因此, 利用单个电磁矢量传感器所获得的六个电磁场分量不仅可以实现信号的DOA估计, 还能得到反映信号电磁场具体分布的极化特性。同时, 单个电磁矢量传感器不会受到传感器互耦和位置误差等非理想因素的影响, 具有很好的实际应用价值。Nehorai和Paldi[1,2]最先提出了电磁矢量传感器概念, 建立了电磁矢量传感器阵列的信号接收模型, 并提出了一种基于矢量叉积的DOA和极化参数估计算法。文献[3]利用单个矢量传感器估计最多五个不同数字频率完全极化信号的到达角和极化参数, 但要求入射信号频率不同。文献[4,5]在假设入射信号频率相同且已知的情况下, 利用电磁矢量传感器阵列实现信号到达角和极化参数估计, 但当频率不同或未知时该方法失效。文献[6]利用单电磁矢量传感器估计多个同频率的非高斯信号源的二维DOA和极化参数, 但是对信号源数有限。上述算法大都基于信号的空间特性, 而对信号的时间特性没有充分利用。文献[7]则利用信号的时间特性, 采用二阶循环相关函数方法实现宽带循环平稳信号二维DOA和极化参数估计。而高阶循环累积量不但具有二阶循环相关函数方法的优点, 而且具有高阶累积量的特性, 因此具有更强的测向能力。

本文利用这一特性, 提出一种单电磁矢量传感器的四阶循环累积量算法, 解决在任意分布的加性平稳噪声背景下宽带循环平稳信号的多参数估计问题。该方法具有信号选择的能力, 能够抑制任意分布的加性平稳噪声以及具有不同循环频率的干扰信号的影响。

1 数据模型

电磁矢量传感器由三个电偶极子和三个磁偶极子组成, 能够同时感应入射电磁波信号的三个电场分量和相应的三个磁场分量。设第k个完全极化信号入射到单电磁矢量传感器上, 其电场分量ek和磁场分量hk在笛卡尔坐标系中可以表示如下[2,3]:

undefined

式中:θk∈[0, π) 为信号仰俯角;φk∈[0, 2π) 为信号方位角;γk∈[0, π/2) 为辅助极化角, ηk∈[-π, π) 为极化相位差。极化参数γk和ηk反映了信号的极化状态。从式 (1) 可以看出, 电磁矢量传感器的输出不仅含有信号的空间信息Θk, 还含有信号的极化信息gk。因此, 与传统的标量传感器阵列相比, 电磁矢量传感器阵列含有更多的信息量。

假设K个非高斯循环平稳信号以 (θk, φk) 入射到单个电磁矢量传感器上, 则输出矢量可以表示为:

undefined

式中:s (t) =[s1 (t) , s2 (t) , …, sk (t) ]T为信号矢量矩阵, 且各信号是互不循环相关的;A=[a1, a2, …, aK]=[Θ1g1, Θ2g2, …, ΘKgK]称为极化-角度域导向矢量矩阵;n (t) =[n1 (t) , n2 (t) , …, n6 (t) ]T为噪声向量, 且各噪声是平稳的。

为清楚地说明算法的原理又不失一般性, 做如下假设:

(1) {sk (t) }undefined是K (K<5) 个具有共同循环频率的零均值非高斯循环平稳过程, 具有非零的四阶循环累积量。

(2) {ni (t) }undefined是任意分布的平稳过程, 或者是高斯循环平稳过程, 或者是循环频率与{sk (t) }undefined不同的循环平稳干扰。噪声与信号之间, 以及噪声之间统计独立。

(3) sk (t) 之间四阶循环统计独立, 即:

undefined

2 基于四阶循环累积量的二维参数联合估计算法

定义单个电磁矢量传感器输出X (t) 的6×6空间四阶 (零时延) 循环累积量矩阵为Cundefined, 其中Cundefined的第 (i, j) 个元素为:

undefined

式中:cumα{·}表示循环累积量运算符;α为循环频率。

将式 (2) 代入式 (4) , 并根据假设 (1) 和 (2) , 利用高阶循环累积量的性质[8,9,10], 可得:

undefined

undefined

式中:undefined。

由于四阶循环累积量对高斯噪声的自然盲性和四阶循环累积量的信号选择性, 空间四阶循环累积量只包含了具有循环频率α的非高斯信息, 抑制了不具有循环频率α的干扰和噪声, 所以式 (5) 中的cumα{n1 (t) , n*1 (t) , ni (t) , n*j (t) }=0。令:

undefined

将式 (5) 代入式 (6) , 可得:

undefined

式中:A=[a1, a2, …, aK]为极化-角度域导向矢量矩阵;D=diagundefined是一对角矩阵。

对式 (7) 进行奇异值分解, 进而推导出噪声特征向量V2与矩阵A正交, 从而利用噪声特征向量求解信号源的DOA和极化参数。定义空间谱PMUSIC:

undefined

式中:det表示矩阵行列式运算。利用式 (8) 和式 (9) 通过两次二维搜索可以得到DOA和极化参数的估计值, 详细推导过程见文献[8]。

式 (4) 的空间四阶 (零时延) 循环累积量切片的方法如下[10]:

undefined

式中:Aundefined为二阶循环矩的循环频率集。对于有限长度的样本, 式 (10) 中的四阶和二阶循环矩Mundefined (i, j, k, l) 和Mundefined (i, j) 可分别用式 (11) , 式 (12) 进行估计:

undefined

上述的推导过程中并没有对信号带宽有任何的约束, 因此该方法既适用于宽带信号, 也适用于窄带信号。

3 仿真结果

通过计算机仿真验证本文所提的基于四阶循环累积量的二维DOA和极化参数估计算法的性能。考虑期望信号是宽带QPSK信号, 码元速率为5×106 Baud, 载波频率fc=10 MHz, 数据长度为2 048 B。噪声假设是平稳的有色噪声, 且噪声与信号, 以及噪声之间是统计独立的。

实验1:检验本文所提算法对高斯色噪声的抑制能力

假设两个期望信号s1, s2的DOA和极化参数分别为[θ1, φ1, γ1, η1]=[35°, 120°, 45°, -90°]和[θ2, φ2, γ2, η2]=[150°, 60°, 45°, 90°]。噪声假设是高斯色噪声, 它是由高斯白噪声通过一个二阶AR模型产生。其信噪比 (SNR) 为10 dB。在仿真实验中, 选取循环频率α=4fc。估计结果如图1和图2所示, 可以看出本文方法在加性高斯色噪声背景下, 能够正确估计信源的DOA和极化参数。

实验2:检验本文所提算法对干扰信号的抑制能力

假设两个期望信号s1, s2的DOA和极化参数分别为[θ1, φ1, γ1, η1]=[35°, 70°, 60°, 55°]和[θ2, φ2, γ2, η2]= [105°, 30°, 75°, 30°]。另一个具有不同载频等功率的干扰信号的DOA和极化参数为[θ3, φ3, γ3, η3]=[65°, 40°, 20°, 45°]。噪声假设是高斯色噪声, 信噪比为10 dB。取循环频率α=4fc。实验结果如图3和图4所示。

从图3和图4中可知在平稳的有色噪声和干扰信号同时存在的情况下, 本文所提算法能够正确地估计出信号的DOA和极化参数。这是由于利用了信号的循环平稳特性, 能有效地抑制平稳噪声, 实现信号的分选功能, 去除了循环频率不同的干扰信号。

实验3:检验本文算法的性能

两个信源的参数同实验1。改变信噪比从0~30 dB, 其他的仿真条件不变, 每个都进行100次独立的Monte Carlo实验。DOA和极化估计的均方根误差 (RMSE) 定义如下:

undefined

undefined

DOA、极化估计的均方根误差与SNR的关系如图5所示。由图5可以看出:所提算法的信号参数估计的RMSE都随着信噪比的增加而迅速减小。而且在信噪比较低的情况下, 也能得到较好的估计。这说明充分利用信号的循环平稳特性, 利用四阶循环累积量能有效地抑制平稳噪声的影响。

4 结 语

提出一种基于单个电磁矢量传感器的四阶循环累积量的算法来实现宽带循环平稳信号的多参数估计。本文算法不仅能够抑制具有不同循环频率的干扰信号, 而且能够抑制任意分布的加性平稳噪声。通过仿真实验, 验证了算法的有效性。

参考文献

[1]Nehorai A, Paldi E.Vector Sensor Processing for Electro-magnetic Source Localization[A].Twenty-Fifth AsilomarConference on Signals, Systems and Computers[C].PacificGrove, California, 1991, 1:566-572.

[2]Nehorai A, Pali E.Vector Sensor Array Processing for Elec-tromagnetic Source Localization[J].IEEE Trans.on SignalProcessing, 1994, 42 (2) :376-398.

[3]Wong K T, Zoltowski M D.Uni-vector-sensor ESPRIT forMultisource Azi muth, Elevation and Polarization Esti mation[J].IEEE Trans.on Antennas and Propagation, 1997, 45 (10) :1 467-1 474.

[4]Zoltowski M D, Wong K T.ESPRIT-based 2-D DirectionFinding with a Sparse Uniform Array of ElectromagneticVector-sensors[J].IEEE Trans.on Signal Processing, 2000, 48 (8) :2 195-2 204.

[5]Wong K T, Zoltowski M D.Closed-form Direction Findingand Polarization Esti mation with Arbitrarily Spaced Electro-magnetic Vector-sensors at Unknown Locations[J].IEEETrans.on Antennas and Propagation, 2000, 48 (5) :671-681.

[6]刘涛, 刘志文.单电磁矢量传感器DOA和极化的同时估计[J].计算机仿真, 2004, 21 (8) :51-53.

[7]周欣, 石要武, 郭宏志, 等.基于单电磁矢量传感器的宽带循环平稳信号多参数估计[A].第27届中国控制会议[C].2008.

[8]Gardner W A.Cyclostationarity in Communications and Sig-nal Processing[M].New York:IEEE, 1993.

[9]Jiang Hong, Wang Shuxun.Azi muth/Elevation Esti mationfor Cyclostationary Coherent Sources Using Higher OrderCyclic Cumulant[A].14th IEEE Proceedings on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PI MRC) [C].2003, 3:2 480-2 484.

二维参数 篇7

在2011年底,新版本的微信开始引入了二维码的身份验证功能。由于微信的用户基是非常大的,所以也大大推动了二维码的推广与普及。在2012年,二维码在我国实现了爆发性的增长。在微信中的二维码身份验证功能,主要是利用了二维码附带了微信头像,微信号等微信的个人信息,当其他人通过手机扫描其二维码的时候,就可以加为好友,不需要再通过记微信号等通过一系列繁复的操作实现,给微信用户全新的用户体验,培养了用户的使用习惯,而二维码技术也为广大消费者熟悉。

2 二维码目前在我国的主要传播应用

2.1 储存名片信息

通过微信与新浪微博等大用于基数应用的二维码名片推广,越来越多人通过在名片上印制二维码,把自己的信息包含在二维码中,当拿到名片的人,用带有二维码扫码功能的手机对二维码进行扫描,那二维码中的人名,手机号码等其他信息就自动储存到手机的通信录里面,不需要在对着名片逐字输入,增加了别人记住你的机会,潜在商机不可估量。

2.2 产品溯源防伪

在商品的追溯防伪上,也可以应用二维码。这可以实现企业在流通渠道上的监管和控制。而商家通过对二维码进行加密,保证二维码不被串改,把商品的信息加入到二维码内,通过相关的网络验证,保证各地区的分销渠道不会窜货和保证产品是正品,消费者也能安心购买产品。

2.3 媒体传播应用

在2012年第四季度二维码传播载体排名是网站、杂志、商品包装、报纸、DM、会展活动、名片、户外媒体、防伪溯源。可以看出,网站是二维码应用的传播主体,主要是因为网站不受时间地域的限制,受众面非常广,只要是有需要的用户都能简单通过网站获取消息,所以二维码的使用更能够是网站与反馈更加容易。

二维码其实就是接口,能够让受众人群通过二维码快速访问媒体,只需要在手机上有扫描功能,就能简单下载应用,从而获取媒体发布的信息。受众在客户端浏览信息,增加了信息的点击率,而且受众也会对媒体反馈意见,实现媒体与受众进行互动。媒体通过受众的使用习惯,针对不同的人群进行营销。所以,二维码实现了媒体和受众的桥梁作用,是媒体和受众快速连接起来。

2.4 电子支付入口

二维码在产品营销支付领域的纵深应用,其作为线上线下入口性的应用,给消费者带来更快捷与适用的消费体验,冲动性和随时性是消费者适用手机购物的特点,并且智能手机用户群体日益壮大、利用率提高,二维码支付肯定会分流线上的购买餐饮娱乐、家用电器等商品、服务的份额。不断拓宽的网络营销市场及用户基数不断增长的智能手机用户群,会给二维码在移动支付领域增添不竭的动力。

3 带参数的二维码

为了满足用户渠道推广分析的需要,微信公众平台提供了生成带参数二维码的接口。使用该接口可以获得多个带不同场景值的二维码,用户扫描后,公众号可以接收到事件推送。

目前,有两种类型的二维码,分别是临时二维码和永久二维码,前者有过期时间,最大为1800秒,但能够生成较多数量,后者无过期时间,数量较少(目前参数只支持1--100000)。两种二维码分别适用于账号绑定、用户来源统计等场景。

用户扫描带场景值二维码时,可能推送以下两种事件:如果用户还未关注公众号,则用户可以关注公众号,关注后微信会将带场景值关注事件推送给开发者。如果用户已经关注公众号,在用户扫描后会自动进入会话,微信也会将带场景值扫描事件推送给开发者。获取带参数的二维码的过程包括两步,首先创建二维码ticket,然后凭借ticket到指定URL换取二维码。

4 渠道管理中的应用思路

首先由厂家生成原始的产品信息二维码(FID,ticket00,FID,dic0),其中FID代表生产厂家产品唯一标识的微信号,ticket00为生产厂家某产品的微信二维码,ticket00为厂家授予一级代理商的折扣。一级分销商把产品二维码ticket00推荐给二级代理商后,授予二级代理商折扣dic1,在系统数据库中,二级代理商的上级指向一级代理商的SID。以此类推。

特别是一些销售业绩非常好的低级分销渠道,厂家可以考虑破格提升其级别,让其成为更高级别的分销商(如表1中和图1中二级渠道商AB4C1,基本上一级渠道商4的销量来自它,所以二级渠道商AB4C1具有较高的潜力)。这样这些分销渠道能够获取更优厚的折扣优惠,从而激励其创造更好的业绩。而一些只是依靠单一或者较少的高级渠道商,就需要评估其拓展能力,是否降为下一级渠道商。

这样带有此类信息的二维码不断地信息传递,能够让A生产厂家清楚自己产品的流向,结合广告的投放判断,在不同的市场上,销售资源应该如何分布。利用一些小的促销优惠或者小礼品之类的,不同地区或者不同媒介的二维码所带的参数不同,如前面媒体传播的作用,就可以收集这样的信息,知道广告效果如何(如表1中渠道关系,可考虑在一级渠道商3的市场采取相应的对策来解决问题)。

5 实际案例

以下结合上海菱通软件二次生成带上线参数二维码新技术应用的红利通项目,介绍二次生成带上线参数二维码新技术在销售渠道、微营销中的应用。

关键功能是消费者随手转发时,记载上线信息的二维码已自动生成,有了分享广告委托方进行支付奖金的可靠信息化手段,自然乐于传播,商品信息就飞速扩散。

6 结语

可生成带上线参数二维码的新技术的应用是一种新的尝试,与原来静态二维码不同,能够对新的信息进行添加,对信息进行动态追踪,适应客户群急速扩展需要,实现更先进的客户关系管理条件。像这样在餐饮娱乐、家用电器等商品、服务销售渠道、微营销中的应用只是其中的一部分,将其与传统的静态二维码结合,将产生更为广阔的效果,非常值得推广。

摘要:目前,人们所接收到的二维码,更多是静态的二维码,由二维码的生成方对信息进行定向传递。目前,二维码最新技术已经达到在传播转发中自动生成可记载上线传播者信息参数的新的二维码,以便激励阅读者传播广告与商品信息,以最新信息化手段进行客户关系管理和实现广告委托方利益对传播者的奖励分配。所以,这种带参数的二维码的在商业渠道管理、微营销中有着极大的应用前景。本文还结合基于上海菱通软件新技术应用的红利通项目,介绍二次生成带上线参数二维码新技术在销售渠道、微营销中的应用。

关键词:移动互联,二维码,渠道管理,微营销

参考文献

[1]张洪忠,张安琪,王玮玮等.如何定义二维码在报纸中的作用[J].新闻与写作,2012(10):13-15.

[2]左方舒.基于互联网的手机二维码应用研究[J].中国电子商务,2011(8):94-95.

[3]天相投资顾问有限公司.物联网:二维码技术的发展及应用[C].四川省通信学会2009年年会论文集[A].2009:39-40.

[4]杨军,刘艳,杜彦蕊.关于二维码的研究和应用[J].应用科技,2002(11):11-13.

上一篇:小学写作基础教学下一篇:应急供应链