关键词： 螺旋线行波管   软件开发   数据处理   行波管快速设计  

摘要： 行波管(TWT)具有宽频带和高增益的特性,在雷达探测、卫星通信等军事与民用领域占据不可替代的地位。近年来,随着行波管向更高功率方向发展,螺旋线行波管的设计越来越精细,为了避免振荡和提高效率,需要同时使用周期渐变结合诸如螺旋线半径渐变等结构渐变的设计方式。这样的设计需要使用大量色散数据,团队现有大信号软件ORION需要手动导入色散数据和准备其他的输入文件,无法满足精细和快速设计的需要。为了能够快速和精准设计大功率行波管,本论文首先对已有软件进行了升级开发,并利用升级开发的软件设计了一支大功率螺旋线行波管。本文的主要研究内容包括: (1)团队已有大信号软件的性能评估。当前团队使用的大信号软件ORION作为功能单一的行波管计算软件,存在三大瓶颈:数据输入需特定格式文件,操作繁琐;单次仅支持6个频点计算,效率不足;结果展示形式单一。在高频数据复杂化与行波管快速设计需求激增的背景下,该软件在各方面都已无法满足复杂结构的行波管的快速设计。 (2)软件工程的需求分析和开发。为解决团队现有行波管大信号软件ORION不利于快速设计的问题,开展了软件工程的需求分析与开发。针对ORION的缺点提出了工程化数据管理、参数化与自动化计算等五大目标,构建了包含数据管理、计算流程、功能模块的总体架构,细化了工程数据与配置数据定义、六大计算步骤及四大功能模块。通过10个功能类实现了模块功能,明确了类间协作关系。 (3)图形用户界面的设计开发。为进一步提升用户使用体验,实现数据的直观可视化展示,基于Qt平台开发了主-子界面分层架构图形界面,同时考虑了界面使用导向性,以增强软件的易用性和交互性。主界面含工程管理与数据页面,分别处理工程操作及数据展示;子界面实现参数设置、任务配置与结果筛选。该设计增强了软件易用性和交互性,提升了用户操作便利性,助力行波管快速设计。 (4)高频数据及集中衰减数据预处理。为了减少用户输入的高频数据量,考虑采用插值算法提升设计效率和数据精度。对比等距插值与相速变化程度插值,后者在固定插值点数下计算结果更接近CST仿真;同时对集中衰减数据进行插值处理,显著提高了数据输入效率与准确性。 (5)大功率宽带K波段(17.7 GHz-21.2 GHz)螺旋线行波管的设计与仿真验证。首先确定了输出功率>2000 W等设计指标,并基于T形夹持杆结构完成均匀管预设计;之后针对均匀结构缺陷,引入结构跳渐变设计,通过调整螺距与内半径参数并利用CST宏程序和大信号软件实现全链路优化;最终优化后的行波管在主要频段输出功率超2500 W、增益超31 d B,电子效率最高达24%,CST仿真验证了方案可靠性。在计算效率方面,升级开发的大信号软件计算效率较ORION提升约4倍,且耗时远小于CST,显著缩短设计周期。 综上,本文对团队现有大信号软件进行了升级,并为其开发了图形用户界面,基于该软件,设计并优化了大功率K波段带宽18%的螺旋线行波管,设计结果得到了CST的仿真验证,同时验证了本文升级开发预处理算法的正确性。

关键词： 制冷机械   气液两相流   智能化应用   数据处理   模型优化  

摘要： 为解决制冷机械中气液两相流动机制复杂、流型多样导致的精确计算困难问题，本文提出了一种集成先进传感技术、高效数据处理算法与智能预测模型的智能化应用方法。具体方法包括在制冷系统关键位置部署高精度传感器，实时采集流量、压力、温度和气液比例等参数，应用卡尔曼滤波和插值算法对数据进行预处理，结合物理模型与支持向量机（SVM）等机器学习算法构建混合预测模型。通过在某大型冷链物流企业的实际应用，结果表明该智能化方法使制冷系统能耗降低了15%，温度控制精度提升了0.5℃，设备故障率降低了20%，有效提高了制冷效率和系统可靠性。

关键词： 高压线路   激光智能预警   储能单元   数据处理   监测预警   电力可靠性   偏远地区  

摘要： 为达成保障高压线路安全稳定运行的目的，对高压线路超高超限激光智能预警系统展开研究。该系统运用分层、分布式结构设计，通过现场设备层的激光对射器、雷达对射器及防控模块，对线路周边物体进行精准探测；储能单元利用太阳能板与风力发电机等实现自主供电；监控单元借助监控摄像头和北斗定位系统，提供实时视频与位置信息；通讯层的业务服务器则对多源数据进行高效处理。结果表明，该系统能够实时、全面地监测高压线路周边状况，快速且准确地判断潜在威胁。最终得出结论，该系统切实实现了对高压线路全方位、智能化的监测预警，极大地保障了电力供应的可靠性，有效减少了线路故障风险，对偏远地区高压线路防护具有重要意义。

关键词： Python程序   航空发动机   试验数据   批量处理  

摘要： 结合航空发动机试验数据批量处理的需要，基于Python程序设计语言，完成了某航空发动机试验数据处理程序的开发，并通过示例进行了验证。结果表明，基于Python的发动机试验数据处理方法能够高效地完成数据处理和分析任务，特别是对于长周期试验数据，自动化批处理不仅能够减少技术人员的重复劳动，还可以避免人为低级错误，提升数据处理的可靠性，从而为航空发动机设计人员分析试验数据提供参考。

关键词： LEAP模型   节能规划   数据处理   数据门槛   环境评估  

摘要： 针对LEAP模型在能源需求预测和碳排放分析中面临的高数据门槛问题，提出一种简化数据处理的方法。通过直接调查目标部门的能源使用源头，收集年度能源消耗总量和品种两项关键数据，并利用标准煤折算系数简化输入；借助Python的pandas库进行数据预处理，实现自动化单位转换、清洗和汇总，提高数据处理效率。结果表明，该方法构建的LEAP模型与传统方法在能源需求和二氧化碳排放量预测上高度一致，误差率仅为0.001 03%～0.001 16%。该方法有效降低了LEAP模型的数据门槛要求，提高了建模效率，为节能规划和能源效率提升提供了参考。

关键词： 随钻测量   可控源   能谱采集   主控电路  

摘要： 随钻可控源中子密度测井仪是一种采用可控中子源的密度测井仪,仪器内部主控电路发出步采集时序,激发脉冲中子发生器产生14MeV高能中子,并驱动伽马采集电路采集多阶段能谱为密度计算提供数据基础。本文基于仪器原理样机中的伽马采集电路,为其设计出高性能FPGA能谱采集系统,并完成主控电路设计。 在能谱采集系统设计上,本文基于脉冲面积分析法实现伽马脉冲信号的能量提取,相比传统幅值分析法具有更高的抗噪性。采用反馈式轻量级基线恢复模块实现较好的基线恢复效果,相比于传统平均值计算法,有效减少系统死区时间和资源占用。针对脉冲信号在全温度下的宽度变化特性,采用基于动态步长调节的脉宽压缩算法,在不改变信号能量的条件下统一全温度下的脉冲信号宽度,提升脉冲堆积甄别的准确性。使用乘法因子和移位的方式实现脉冲信号的能量映射,无需使用除法器。设计乒乓操作逻辑,可实现能谱的不间断缓存,显著提升系统带宽。最终,该能谱采集系统能实现333K脉冲速率下脉冲漏计率不超过1%,最大非线性误差1.38%的实际性能。 在主控电路的设计上,出于仪器环境监测目的,在硬件上集成了多传感器设计,能实时监测仪器骨架温度和加速度。具备电源管理模块,为仪器内电路提供上下电控制与流压监测,有效防止电源异常引起的故障传播。在测井功能上,本文为仪器制定了一套同步采集时序,该时序以100ms为小周期,循环若干次构成一个测井周期,在每个小周期的前段时序内,能周期性激发脉冲中子发生器爆发中子,每次持续时间10us。时序整体由时间槽bin驱动,将时序划分为5个采集阶段,控制伽马采集电路采集非弹伽马能谱、俘获伽马能谱和本底伽马能谱。并最终为主控电路FPGA实现同步采集时序发射模块,具有可实时配置和高精度的特点,时序的最小可变分辨率可达100ns,可灵活适应不同场景,为样机的后期研发提供便利。

关键词： 大数据采集   用户行为分析   负荷调度   数据处理  

摘要： 阐述智能电网计量与大数据系统的融合应用，分析智能电表与传感技术的实现与数据处理方式，以及基于大数据的用户行为建模与预测方法，探讨调度优化技术在电网负荷预测与需求响应中的应用。

关键词： 水厂电气自控系统   数据采集   数据处理  

摘要： 随着信息技术的快速发展，数据采集与处理在水厂电气自控系统中的作用愈发凸显。本研究围绕水厂自控系统中的数据采集与处理技术进行深入探讨。首先介绍系统的基本构成及关键技术，然后详细分析了数据采集的方法、设备选择及数据处理的关键技术，包括数据预处理、分析优化及实时反馈机制。通过对典型水厂改造案例的分析，验证了提出的数据处理策略在提高水质监控效率和系统响应速度方面的有效性。研究结果不仅降低了水厂的运行成本、提高了运行效率，而且提高了供水安全与水质的可靠性。

关键词： 抓斗   散料称重   电流采集   数据处理   算法优化  

摘要： 提出了一种利用抓斗抓料过程中电机电枢电流数据计算抓取散料重量的方法。通过试验并分析抓斗在抓放料过程中电流的变化，利用电机做功功率等效转换算法及参数补偿计算抓斗当前抓取散料重量，同时以地面磅秤测量数据为准，将利用电流数据计算的结果与地面磅秤测量数据进行对比分析，调整参数并优化算法模型。该方法计算结果精确度高，误差在允许范围内，解决了无人抓斗系统中抓取散料实时称重问题。

关键词： 大口径平面镜   瑞奇-康芒法检测   灵敏度矩阵   光线追迹   数据处理  

摘要： 在现代光学工程领域,大口径光学系统的发展背景及其研究意义具有深远的学术和技术价值。随着空间科学探测技术和对地高分探测技术的不断进步,对高分辨率成像系统的需求日益增长。大口径光学系统凭借较长的焦距和优越的集光性能,在军事安全、国民经济以及深空探测等领域发挥着越来越重要的作用。在大口径光学系统的制造和检测过程中,大口径平面镜常被用作标准镜进行光学系统像质检测,因此开展针对大口径平面镜的面形检测具有十分重要的研究意义。 针对现有大口径平面反射镜瑞奇-康芒法检测中数据处理方法的通用性较低、处理后的数据易受环境稳定性影响等问题,本文提出了一种灵敏度矩阵分析结合光线追迹的数据处理方法,实现了一大口径平面镜的瑞奇-康芒法高精度检测。灵敏度矩阵分析能够有效分离出由光路调整引入的误差,从而提高面形数据的准确性。同时,光线追迹的应用使得检测过程中光线路径的精确模拟成为可能,避免了以往使用实际检测数据进行数据拟合存在的近似拟合误差,进一步提升了数据处理的可靠性。首先在Zemax软件中建立了瑞奇-康芒光学检测模型,通过检测模型获得了灵敏度矩阵,随后对基于灵敏度矩阵的数据处理算法进行了仿真验证。通过仿真模拟和实际检测相结合的方式,对比了传统方法与本文提出方法的检测结果。仿真结果显示,本文方法在处理大口径平面镜面形数据时,能够显著降低由环境因素引起的误差,提高数据处理的稳定性。通过与大口径干涉仪检测结果的对比,进一步验证了该数据处理方法的正确性。 最终将本文提出的方法应用于口径为2.2m的平面镜加工过程的检测中,针对大口径平面镜加工过程中的动态检测需求进行了优化。通过灵敏度矩阵分析与光线追迹相结合的数据处理算法,能够在加工过程中实时监测平面镜的面形误差,并及时调整加工参数,从而确保最终面形的精度。在2.2m口径平面镜的实际检测中,本文方法成功实现了面形均方根误差接近1/50波长的目标,表明该方法具有较高的实用价值和广泛的适用性。 本文提出的灵敏度矩阵分析结合光线追迹的数据处理方法,不仅提高了瑞奇-康芒法在大口径平面镜检测中的精度和稳定性,还为大口径平面镜的快速高效检测提供了一种可靠的解决方案。这一方法的成功应用,为未来大口径光学元件的检测技术发展奠定了坚实的基础。瑞奇-康芒法是一种用于检测大口径平面镜面形误差的高效方法。该方法结合了传统的光学检测技术和现代的数字全息技术,能够实现高精度、高稳定性的面形检测。