DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 随着第四代移动通信(The Fourth Generation， 4G)网络的标准化和不断成熟，第五代移动通信(The Fifth Generation， 5G)系统的研究在国内外已经展开。为了应对未来网络流量的爆炸性增长，5G网络应能够同时支持多样化的服务需求，以满足不同服务对网络吞吐量、延迟、数量和可靠性等指标要求。根据国际电信联盟(International Telecommunication Union， ITU)对未来5G网络的研究规划，5G网络需要具有高带宽以承载虚拟现实、超高清视频和其他服务。同时5G网络需要提供海量连接和超低时延以更好的服务车联网业务、工业制造等。 不同的应用场景对网络功能、系统性能、安全性、用户体验等有不同的要求。如果使用同一网络提供服务，网络势必会非常复杂、繁琐，而且还会造成高额的网络维护费用。相反，如果对不同服务需求的不同业务提供专有网络，而且专有网络仅包含此类业务所需的功能，则该业务的服务效率将大大提高，网络性能也会得保障。这将会保证应用程序方案所需的网络性能，网络的操作和维护也会变得简单。这个专有网络是5G切片的一个例子。 5G网络片将现有网络进行分割，形成独立的逻辑网络，为差异化业务提供定制服务。根据不同的服务质量要求，通过分配相应的网络功能和网络资源，实现5G架构的实例化。5G网络片的逻辑网络是网络功能资源和这些网络功能配置的集合。这个逻辑网络包含满足特定业务需求的网络特征。 作为5G网络的关键技术之一，网络切片通过网络虚拟化技术将网络中的各种物理资源抽象为虚拟资源。其中，虚拟资源可以分为两类，一类是被特定切片使用的独占资源，另一类是被多个切片同时使用的共享资源。在网络切片的实例化过程中，首先对网络中的相关网元进行切片，进行业务适配，然后根据业务需求和当前网络资源情况配置专属资源和共享资源。通过分配资源，可以实现网络片中的虚拟网络功能和接口的实例化和服务编排，即创建切片。网络切片通过网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)部署，以提供多样化和个性化的网络服务。其中，片间隔离保证了网络间的安全，而按需资源的分配和再分配过程实现了网络资源利用的优化，提高了片间资源的共享和利用。网络切片整体架构是由基础设施，管理层及运行在基础设施之上的切片实例组成，如图1所示。 从标准上，国内外各个标准组织已经开启启动网络切片的标准化工作。目前ITU早在2014年10月提出了“IMT-2020”(即5G)工作时间表，主要研究5G关键需求和解决方案 [ 1 ]。为了高效的支撑各种业务，ITU期望通过网络软件化技术，如SDN、NFV等，在通信基础设施上提供网络切片能力，为各种业务提供服务，满足各种需求。下一代移动通信网(Next Generation Mobile Network， NGMN)在2015年，针对未来多垂直行业应用，给出了5G可能的应用场景和关键绩效指标(Key Performance Indicator， KPI)需求 [ 2 ]。 图1. 网络切片整体架构 第三代合作伙伴项目(The Third Generation Partnership Project， 3GPP)已经启动5G网络切片的关键技术的研究，在切片的关键技术方面，3GPP主要研究网络切片中的网络功能定义及优化、切片的选择、切片的漫游、网络切片的生成和管理等 [ 3 ]。其中独立组网(Standalone， SA) 1定义网络切片的需求、SA2定义网络架构、SA5定义网络切片管理和编排的解决方案。无线接入网(Radio Access Network， RAN) 1和RAN2定义无线接入网对网络切片的支持规范 [ 4 ]。
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user: 2. 能源互联网典型业务场景需求分析 能源互联网是一种在现有电网基础上，通过先进的电力电子技术和信息技术，融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置，能够实现能量和信息双向流动的电力对等互联共享网络 [ 5 ]。图2为基于该理念的能源互联网示意图。 从作为垂直行业客户的电网行业角度来说，5G网络切片的技术特性对于承载面向电网的无线业务应用具备切片可定制化、切片间安全可靠隔离及切片统一管理的特点，并且具备快速组网、高效经济的优势，在电力系统中具备广阔应用前景 [ 7 ]。 能源互联网是把一个集中式、单向、生产者控制的电网，转变成大量分布式辅助、较少集中式和与更多的消费者互动的电网。而智能电网的研究与发展成为探索能源互联网的关键一环。智能电网，就是电网的智能化，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过控制、传感、测量、设备、决策支持系统等技术实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标 [ 6 ]。 图2. 能源互联网示意图 电力系统主要包括5个环节：发电、变电、输电、配电和用电，其典型业务场景与通信网络需求如下表1所示。 Table 1 The key network requirements for smart grid typical business scenario 业务场景 通信时延需求 可靠性需求 带宽需求 终端量级 业务频次 业务隔离需求 配电自动化 毫秒级~秒级 高 低 中 中~高 高 用电信息采集 秒级~分钟级 中 低 海量接入 低~高 低 电动汽车充电站/桩 秒级 中 低 准海量接入 中 低 分布式电源 秒级 高 低 海量接入 中 低 精准负荷控制 毫秒级 高 低 中 低~中 高 表1. 智能电网典型业务场景的关键网络需求 从作为垂直行业客户的电网行业角度来说，5G网络切片的技术特性对于承载面向电网的无线业务应用具备切片可定制化、切片间安全可靠隔离及切片统一管理的特点，并且具备快速组网、高效经济的优势，在电力系统中具备广阔应用前景 [ 7 ]。
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user: 3. 5G网络切片在智能电网中的应用分析 为了适配未来不同服务的需求，5G网络被寄予了非常高的期望。未来5G网络的能力与系统架构的设计有关。5G系统架构的设计会直接影响未来网络的性能 [ 8 ]。未来网络技术随着虚拟化技术的发展，将逐步实现底层的虚拟化，从而发挥虚拟化技术的最大优势。ITU将5G时代的业务归纳成三种典型的类型，移动超宽带业务(Enhance Mobile Broadband， eMBB) [视频业务]、超高可靠性低时延业务(Ultra Reliable and Low Latency Communication， URLLC) [控制类业务]和大规模物联网(Massive Machine Type Communication， mMTC) [用户采集类]。 eMBB切片，该应用场景主要包括广域覆盖和高用户密集度的热点区域，特点是不需要特别的服务质量(Quality of Service， QoS)保障，需要尽可能大的带宽，实现极致的流量吞吐，并尽可能降低时延 [ 9 ]。优化目标为最小化物理资源消耗，保证较高的吞吐率 [ 10 ]。 mMTC切片，该应用场景主要是海量设备连接，设备间传输容量相对较低的非延迟敏感数据，特点是需要较高的数据处理能力及较低的阻塞率 [ 11 ]。优化目标为最小化链路带宽的资源消耗，来避免传输数据发生阻塞 [ 12 ]。 uRLLC切片，该应用场景主要对吞吐量及时延有比较严苛的要求，比如远程医疗及交通安全等，特点是严格的QoS保障，低传输时延要求。优化目标为最小化链路传输跳数，来降低传输时延 [ 13 ]。根据ITU归纳的5G典型业务类型，5G网络切片在智能电网中具有以下三个潜在应用场景如图3所示： 图3. 电网系统及5G切片潜在应用场景 从业务特征来看：上述智能电网典型业务场景可以分为两类典型的切片业务需求。工业控制类业务：典型代表：配电自动化、精准负荷控制。典型切片类型：URLLC。信息采集类业务：典型代表：用电信息采集、电动汽车充电站/桩。典型切片类型：mMTC。 从业务部署来看：5G不仅能够使能全新的电网工控类业务，还能够完美的继承现有通过2/3/4G公网支撑的信息采集类业务，从而实现电网内部多切片混合组网、统一管理、统一运维，有效帮助电网客户节省运营成本(Operating Expense， OPEX) [ 14 ]。 综上所述，电力无线业务需求可分为控制类、采集类、移动应用类，承载包括配电自动化、用电信息采集、精准负荷控制、视频监控、移动作业等业务，最低时延为10 ms级，带宽需求低于2 M [ 15 ]。目前，公司建设的基于长期演进(Long Term Evolution， LTE)的4G无线专网已基本可以满足业务的接入需求。未来随着智能电网发展，大连接、低时延、高可靠、大带宽的业务需求对无线网络提出了更高的要求。未来电力业务的发展，物联网业务及宽带业务并存，与5G业务发展趋势一致，具有海量终端接入、低时延、高可靠、高安全等特征。
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user: 4. 总结 通过5G切片来实现智能电网业务，本质上是将运营商的基础设施以共享方式提供，而电力公司以独立运营方式使用，这将极大提升基础设施的效率，同时保障了电网业务高可靠性的要求，这种模式必将逐步形成以电力公司为代表的各垂直领域与运营商多赢合作的新的商业模式。同时为了在国际竞争中获得主动，我国需要尽快以当前国际标准为基础，积极开展网络切片技术的研究和开发，推动5G网络切片技术研发，验证5G网络切片技术方案设计，促进全球统一的5G网络切片国际标准形成，树立我国在5G技术上的国际影响力。
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user: 摘 要 为解决GDX500包装机生产过程中条透明纸端部缺陷率较高的问题，本文采用一对上、下螺旋折叠片组成的双螺旋成型面在水平折叠通道分别完成上、下折角的折叠，使烟条端部透明纸在水平折叠通道就完成条透明纸的完全折叠并保持压紧状态，以便第二提升器提升。应用效果表明改造后，GDX500包装机条透明纸端部缺陷率由0.548%/台/天降低为0.178%/台/天，GDX500包装机条透明纸端部缺陷问题得到了有效的控制。 关键词 :GDX500包装机，条透明纸，端部折叠装置，螺旋折叠器 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 GDX500条盒透明纸CV端面折叠工作原理如图1所示：① 第一提升器1将条烟盒向上顶升，条烟盒连同透明纸一起顶升至水平通道，完成条盒透明纸的“∩”形折叠。② 水平通道上的一副活动折角器开始端面第一折，即两端前角c面和沿长度方向上的包折。③ 推送器把条烟盒向前推一步，借助于固定折角器完成端面方向上的第二折即两端后角d面折叠。④ 由螺旋线板4完成端面第三折即两端下短边e面折叠。此时，处于条烟盒下部位置的长边烙铁5对透明纸条烟盒的长边进行烙烫热封。⑤ 条烟盒到了机器第二次上升位置，当等二提升器把条烟盒送到端面封口位置时，两个侧壁完成条烟盒端面第四折即两端上短边f面折叠，并被送至机器的输出通道。在该输出通道上，推条器将该透明纸条烟盒平推向前，通道两侧的电烙铁定时地对条烟盒的两端面进行加热加压，以完成透明纸条烟盒端面的热封 [ 1 ] 。至此，机器完成了条外透明纸的包装。 图1. GDX500条透明纸包装机的局部结构示意图 GDX500包装机CV条透明纸包装机的包装成型是在透明质提升、平移、再提升、再平移的多层运动中逐一完成条透明质的折叠与热封，条盒透明纸两端的下端采用螺旋折叠方式完成，上端部在第二提升器向上提升条盒过程中，固定折叠器向下折叠透明纸 [ 2 ] 。由于条盒在透明纸成形通道中移动的冲击，使上、下两端透明纸的折叠不在同一直线上，下方向折角易向下移位造成底边“拖尾”，透明纸两端的折角产生泡松、皱折等缺陷，严重影响条盒的产品外观表面质量 [ 3 ] 。
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user: 2. 存在问题及原因分析 本文在2017年3月6日~10日对D6#-D10#五台GDX500包装机条透明纸端部缺陷率的问题进行了调查统计，统计结果如表1所示。 Table 1 Statistical of defect rates at the end of film in GDX500r from 6 to 10 March 201 D6 D7 D8 D9 D10 3月6日 产量 46526 48015 47289 47578 46823 缺陷烟条 254 270 262 258 259 缺陷率 0.546% 0.562% 0.554% 0.542% 0.553% 3月7日 产量 48435 49126 47837 48652 47934 缺陷烟条 269 274 263 265 257 缺陷率 0.555% 0.558% 0.550% 0.545% 0.536% 3月8日 产量 47856 49549 46238 48717 48713 缺陷烟条 262 269 253 267 274 缺陷率 0.547% 0.543% 0.547% 0.548% 0.562% 3月9日 产量 42368 45391 48518 50127 47279 缺陷烟条 231 249 266 274 255 缺陷率 0.545% 0.549% 0.548% 0.547% 0.539% 3月10日 产量 49258 48836 49895 49318 49872 缺陷烟条 272 265 270 269 278 缺陷率 0.552% 0.543% 0.541% 0.545% 0.557% 端部平均缺陷率 0.549% 0.551% 0.548% 0.545% 0.548% 条透明纸端部平均缺陷率为0.548% 表1. 2017年3月6日~10日GDX500条透明纸端部缺陷率统计表 为了进一步找出GDX500包装机条透明纸端部缺陷情况产生的症结所在，本文对上述2017年3月6日~10日对D6#-D10#五台GDX500包装机条透明纸端部缺陷率的情况进行了分类统计，统计结果如表2所示： 从表中可以看出：2017年3月3月6日~10日，GDX500包装机条透明纸端部平均缺陷率达到0.548%，而条透明纸两端下短边e面折叠缺陷所占比例高达69.35%，是GDX500包装机条透明纸端部缺陷率较高的主要症结。 条盒透明纸两端的下端采用螺旋折叠方式完成，上端部在第二提升器向上提升条盒过程中，固定折叠器向下折叠透明纸，由于条盒在透明纸成形通道中移动的冲击，当烟条快速提升时，刚折叠好的烟条端部下短边透明纸容易反弹，上行中折叠时向下挤压的缘故，所以下短边e面易向下移位造成底边产生“拖尾” [ 4 ] 。本文对D6#-D10#GDX500包装机下短边e面“拖尾”烟条进行了统计，结果如表3所示。 Table 2 Statistical tables of folding defects at the end of film GDX50 分类 机台 两端下短边e缺陷条数 两端上短边f缺陷条数 两端前角c 缺陷条数 两端后角d 缺陷条数 其它缺陷条数 D6 893 166 101 86 42 D7 924 172 105 89 43 D8 911 169 103 88 43 D9 920 171 104 89 43 D10 918 170 104 88 43 平均 913.3 169.5 103.4 88.0 42.8 平均占比 69.35% 12.87% 7.85% 6.68% 3.25% 平均累计占比 69.35% 82.22% 90.07% 96.75 100% 表2. GDX500条透明纸端部折叠缺陷分类统计表 Table 3 Number of “trailing” cigarette strips on the lower side of the e plan 日期 设备 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 D6 151 138 145 149 154 D7 147 144 153 138 148 D8 143 146 137 139 154 D9 139 155 144 136 152 D10 148 152 143 151 139 表3. 下短边e面“拖尾”烟条数 通过调查结果可以看出，GDX500包装机下短边e面“拖尾”的烟条明显存在且偏高，因此可以断定烟条在被第二提升器提升中折叠时，提升通道向下挤压下短边e面使其向下移位造成底边产生“拖尾”，造成条透明纸端部缺陷，是造成条透明纸下短边缺陷这一主要症结的主要原因。
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user: 3. 改进方法 为了解决“第二提升通道对下短边e面挤压”导致下短边折角e易向下移位造成底边“拖尾”这一主要原因，小组提出了采用一对上、下螺旋折叠片组成的双螺旋成型面在水平折叠通道分别完成上、下折角的折叠，同时在两螺旋折叠面之间增加了衬板的新型条盒透明纸端面螺旋折叠装置，使烟条端部透明纸在水平折叠通道就完成条透明纸的完全折叠并保持压紧状态，以便第二提升器提升 [ 5 ] 。 此新型条盒透明纸端面螺旋折叠装置的折叠原理：① 第一提升器将条烟盒向上顶升，条烟盒连同透明纸一起顶升至水平通道，完成条盒透明纸的“∩”形折叠；② 水平通道上的一副活动折角器开始端面第一折，即c面和沿长度方向上的包折。③ 推送器把条烟盒向前推一步，借助于折角导向块完成端面方向上的第二折即d面。④ 平移二工位由e面折叠片完成两端下短边e面折叠。⑤ 平移三工位由f面折叠片完成条透明纸两端上短边f面折叠并保持压紧，到达第二提升位置时已完成条盒透明纸的包装。 3.1. 端部折叠装置设计 1) 折角导向块 折角导向块用于配合活动折角器折出被推送的烟条条透明纸的两端前角c面和后角d面；折角导向块前端部截面为梯形，且小口朝向条烟盒进口方向。如图2所示。 图2. 折角导向块结构示意图 2) 折角刀板 折角刀板包括长方体状的折角本体1和其上具有圆弧面的切口2。折角刀板厚度为6毫米。如图3所示。 图3. 折叠刀片结构示意图 3) e面折叠片 e面折叠片上具有一上螺旋折叠面3，上螺旋折叠面3向上延伸至与折角刀板的切口2等高，用于折叠烟条条透明纸两端下短边e面。如图4所示。 图4. e面折叠片结构示意图 4) f面折叠片 f面折叠片上具有一斜面5和一下螺旋折叠面4，斜面5与f面折叠片本体间的夹角为20度。上螺旋折叠面3和下螺旋折叠面4与折角刀板之间留有间隙，长度与升角保证能将两端下短边e面和上短边f面折叠完毕。如图5所示。 图5. f面折叠片结构示意图 3.2. 改进方案可行性分析 对改进后折角器建立模型，运用ANSYS进行模态仿真时，模型的建立有两种方法。一种是运用SolidWorks软件完成三维模型的建立，然后将模型转换为stp格式导入ANSYS软件；另外一种是直接在ANSYS经典GUI界面中建立三维模 [ 6 ] 。本文选择运用SolidWorks软件建立三维模型，如图6所示。 图6. 改进后折叠装置模型 对折角器进行网格划分，为确保计算结果的准确性，设置网格单元长度为1 mm，如图7所示。计算得到改进后折角器的固有频率为769.1 HZ远大于机器运行时的激振频率50 HZ，改进后折角器在使用中不会发生共振，其固有频率满足使用要求 [ 7 ] ，如图8所示。 图7. 改进后折叠装置网络划分 图8. 改进后折叠装置摸态分析结果 3.3. 效果检查 完成条透明纸端部折叠装置加工后，将加工完成的部件安装于D6#-D8#GDX500包装机上。为了进一步检验改进后条透明纸端部折叠装置的有效性，本文在2017年10月份对D6#-D8#GDX500包装机条透明纸端部折叠缺陷情况进行了统计，统计结果如表4。 通过上述统计数据，改造后D6#-D8#GDX500包装机条透明纸端部折叠平均缺陷率为0.178%，大大降低了GDX500包装机条透明纸端部缺陷率，满足车间对设备的要求，此装置实施有效。
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user: 4. 结论 本文紧紧围绕GDX500包装机组条透明纸端部缺陷率高的问题，从设备的结构、条透明纸端部折叠原理和特点进行分析，分析出条透明纸端部缺陷率高不合理的原因并进行改造，采用一对上、下螺旋折 Table 4 Statistical of end defects of film at D6#-D8# in Octobe D6 D7 D8 端部缺陷数 产量 端部缺陷率 端部缺陷数 产量 端部缺陷率 端部缺陷数 产量 端部缺陷率 10月16号 77 43576 0.177% 78 45256 0.172% 82 46134 0.178% 10月17号 83 46439 0.179% 83 46734 0.178% 80 45768 0.175% 10月18号 85 47327 0.180% 81 45742 0.177% 84 46436 0.181% 10月19号 82 45942 0.178% 85 47536 0.179% 86 47226 0.182% 10月20号 81 46138 0.176% 81 44619 0.182% 85 47195 0.180% 10月23号 80 45235 0.177% 79 45648 0.173% 79 45457 0.174% 10月24号 86 47108 0.183% 83 46647 0.178% 83 46926 0.177% 10月25号 84 46556 0.180% 86 47623 0.181% 85 46284 0.184% 10月26号 82 46192 0.178% 82 46482 0.176% 87 47335 0.184% 10月27号 80 45374 0.176% 84 47115 0.178% 80 45751 0.175% 平均缺陷率 0.178% 0.177% 0.179% 表4. D6#~D8#10月份条透明纸端部缺陷统计表 叠片组成的双螺旋成型面在水平折叠通道分别完成上、下折角的折叠，同时在两螺旋折叠面之间增加了衬板的新型条盒透明纸端面螺旋折叠装置，使烟条端部透明纸在水平折叠通道就完成条透明纸的完全折叠并保持压紧状态，以便第二提升器提升。改造后，GDX500包装机条透明纸端部缺陷率由0.548%/台/天降低为0.178%/台/天，条透明纸端部缺陷问题得到了有效的控制，降低了原辅材料消耗，有效地保障了产品的质量，提高了产品合格率，保证了不合格品不流入市场，大大提升了卷烟产品的品牌形象。
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user: 摘 要 健康险保费收入是度量健康保险业发展情况的关键经济指标。本文结合分位数回归方法对我国1991年1月~2017年6月健康险保费收入的时序数据建模：首先识别了AR(3)模型，之后运用分位数回归方法建立分位数自回归模型，并较准确地拟合出原数据的增减趋势，最后用自回归AR(3)模型和分位数自回归QAR(3)模型分别做短期预测，基于多个评价指标比较两种模型预测效果，结果表明分位数自回归模型预测效果更好。 关键词 :健康险保费收入，时间序列，分位数回归，预测 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 我国的健康保险业务自上世纪80年代恢复以来，得到了快速的发展，根据中国保监会发布的健康保险保费收入数据，我国健康保险保收入由1999年的3.65亿多元增加到2017年的4389.4亿多元，期间平均每年增长约为34.16%。在新时代背景下，健康与养老服务业已逐渐成为我国新的经济增长点和扩大内需的着力点，我国健康保险的发展也面临着更多新的挑战。国家和保险业需要根据健康保险的现状及时做出相应的措施和调整战略。 Koenker和Bassett (1978) [ 1 ] 提出的分位数回归是最小二乘回归方法的优化 [ 2 ] 。与普通的均值回归相比，分位数回归能精细地刻画自变量对于响应变量对应于不同分位点的不同影响。将分位数回归模型与时间序列分析结合能较好地提高模型的预测能力和实用性 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。彭良玉等(2011)对分位数回归和时间序列理论进行了深入研究，并在此基础上分析了澳大利亚月度红酒销量数据，认为与时间序列模型相比，分位数回归方法能够得到更加完整的红酒销量信息 [ 3 ] 。盛选义等(2012)将分位数回归方法应用到时间序列系数求解中，分析我国对外贸易总额数据，实例验证结果表明模型预测效果较好且具有一定的应变能力 [ 4 ] 。崔丙维(2013)根据时间序列的一般理论识别了AR模型，然后按照将所得模型结合分位数回归的思路，建立了分位数自回归模型，还将此模型应用到考察风速变化的实际问题中，结果显示用分位数回归模型进行拟合能有更高的拟合度 [ 5 ] 。本文拟运用分位数自回归(QAR)模型研究健康险保费收入的预测问题。
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user: 3. 结论 本文按照通常的时间序列分析方法对数据建模之后，在选定分位数的条件下获得时间序列分位数回归模型，并以此模型进行参数估计和预测，主要将这个方法应用于我国健康险保费收入的研究中。采用1999年1月到2017年6月我国健康保险保费收入进行建模，识别得到AR(3)模型，从选定的模型看，我国健康险当月的保费收入会受此前三个月保费收入的影响。一方面可以理解为健康险保费收入存在延展性，这是因为长期健康保险保单一般会有分期缴纳的保费，所以保费收入会表现出一定的滞后效应；另一方面保险公司可以优化健康保险的市场格局，升级产品结构，从而增强自身竞争力寻求发展。 根据时间序列分位数回归模型进行拟合，拟合结果能合理地反映出健康险保费收入的变化规律，此外中位数( τ = 0.5 )的分位数曲线与实际健康险保费收入的值最为接近，这与分位数回归的概念相符，也说明用 τ = 0.5 的模型进行点预测的合理性。用AR(3)模型和时间序列分位数回归模型分别预测了2017年7月到2018年2月的健康险保费收入，分位数自回归(QAR)模型的点预测效果相对于自回归(AR)模型有了显著提高，QAR模型的根均方误差RMSE提升了38.7%、平均绝对误差MAE提升了35.8%，平均百分比误差MAPE更为显著提升了43.9%，显然分位数条件下的自回归模型的点预测效果比用时间序列模型所得的效果要好得多。最后还考察了区间预测的效果， τ = 0.05 及 τ = 0.15 预测区间内的覆盖率达到了87.5%，表明分位数自回归模型区间预测的效果较好。经过对健康险保费收入的实证分析，表明分位数回归法不但能够有效地估计模型参数，并且能够得到更好的预测效果。
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user: 摘 要 针对轴流泵进行水力性能设计和优化，在满足设计要求的基础上，实现其水力效率的提升。以比转速n s = 1250的轴流泵为对象，采用CFD数值模拟方法，借助于N-S基本控制方程和标准k-ε双方程湍流模型，对轴流泵进行了全流道数值模拟，统计其速度环量的变化规律，分析总结其外特性，研究其内部流动特征。通过解决实际过程中轴流泵扬程偏低的原因，提出圆周分速度修正系数，并选取了合适的圆周分速度修正系数来优化模型。根据优化结果可见，优化之后，轴流泵的水力性能得到明显提升，满足设计要求工况，扬程从2.729 m提高到3.44 m，水力效率从80.35%提高到82.69%，同时高效区明显扩大。从内部流动分析得出，优化之后叶轮内部流体流态稳定，无脱流、旋涡等现象，流速均匀分布。在轴流泵叶轮设计过程中，宜采用变环量设计，减小轮毂处的环量，同时增大轮缘处的环量。 关键词 :轴流泵，水力性能，圆周分速度修正系数，优化设计，速度环量 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 轴流泵具有低扬程、大流量的特点，结构简单和使用方便，在农田灌溉、核电工程市政、给排水调水工程和电厂循环水工程等方面具有广泛的应用 [ 1 ] [ 2 ] 。在轴流式叶轮设计过程中，圆周分速度修正系数的选取是重要的环节，是影响轴流泵性能的关键因素之一。 轴流泵性能研究的主要方法包括理论分析、数值模拟和实验研究。杨敬江 [ 3 ] 从理论上分析了不同轮毂比对轴流泵水力性能的影响，合理减小轮毂比可以减小摩擦损失、增加过流面积和提高叶轮抗汽蚀性能；但过分减小轮毂比会造成叶片扭曲过度，液体流动紊乱，叶轮出口处形成二次回流，导致叶轮效率下降。ZHU等 [ 4 ] 运用数值模拟的方法研究了可调导叶式轴流泵的内部流动规律，发现导叶固定会造成内部流动分离，导叶内出现涡流现象，导致水力损失增大和轴流泵的效率降低。Kang等 [ 5 ] 运用数值模拟和试验研究的方法分析了导叶叶片数对轴流泵性能的影响，发现叶片数越多，叶轮出口处轴向速度分布越均匀。石丽建等 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 通过改变叶轮的几何设计参数，采用数值模拟方法对轴流泵进行优化设计，结果表明轴流泵在非设计工况下的运行效率明显提高，拓宽了其高效区范围。何乃昌等 [ 9 ] 分析轴流泵在马鞍区工况的运行特性，对一轴流泵不同工况下的外特性进行了测量，发现扬程在马鞍区内0.55 Q d 工况时达到最小值。陶然等 [ 10 ] 通过改变叶片安放角，采用遗传算法及二进制编码对轴流泵进行优化，结果表明叶片吸力面与压力面之间的压力差增大，扬程升高，水力损失的减小，轴流泵效率明显提高。Fay [ 11 ] 指出小流量工况下轮毂处的轴向速度有明显下降的现象，引起叶根侧流场状态恶化，导致轴流泵水力效率降低。 上述研究主要集中在轮毂比、叶片数、叶片安放角和叶片与导叶间距离对轴流泵水力性能的影响，但到目前为止，将速度环量作为优化轴流泵性能因素的研究还较少 [ 12 ] [ 13 ] 。本文基于圆周分速度对轴流泵进行优化设计研究，提出圆周分速度修正系数，并找到最佳的变环量设计方法。
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user: 2. 计算模型及数值模拟 2.1. 计算模型 本文采用的轴流泵模型设计流量Q = 370 L/s，扬程H = 3.3 m，比转数n s = 1250，叶轮轮缘直径300 mm，轮毂直径108 mm，叶片数为3片，导叶数为5片，转速n = 1450 r/min。 叶轮和导叶均采用流线法设计，沿径向均分成5个翼型断面(编号I、II、III、IV和V)，每个翼型所在直径依次为108、156、204、252和300 mm。根据设计参数计算出5个翼型的轴向高度、翼型安放角、叶轮进出口安放角、导叶进出口安放角等叶轮导叶参数(如表1所示)，然后在设计软件中快速的生成模型 [ 14 ] ，根据叶片表面光滑性，对其进行初步优化。 Table 1 Main parameters of impeller and guide van 参数 翼型截面 I II III IV V l/t 0.86 0.77 0.72 0.67 0.64 η v 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 D/(mm) 108 156 204 252 300 v u 2b /(m∙s −1 ) 4.94 3.46 2.67 2.19 1.86 Γ 2.14 2.29 2.44 2.59 2.74 β 1 /(˚) 38.99 29.32 23.42 19.57 16.92 β 2 /(˚) 64.81 39.07 27.95 21.88 18.05 𝜑/(˚) 67.47 78.02 78.72 75.72 73.61 L Z /(mm) 76.54 70.70 66.67 62.57 60.41 ε (˚) 8.99 8.99 8.99 8.99 8.99 α 1 (˚) 50.32 59.75 65.88 70.07 73.09 α 2 (˚) 90 90 90 90 90 H/(mm) 120 122.5 125 127.5 130 表1. 叶轮及导叶主要参数 表1为叶轮及导叶主要参数。其中D为翼型直径；l/t为叶栅稠密度；η v 为容积系数；v u 2b 为圆周分速度；Γ为速度环量；β 1 为叶轮进口安放角；β 2 为叶轮出口安放角；𝜑为翼型安放角；L Z 为翼型轴向高度；ε为导叶扩散角；α 1 为导叶进口安放角；α 2 为导叶出口安放角；H为导叶高度。 将初步优化好的模型导入三维软件中进行三维建模，得到完整的轴流泵模型。计算模型如图1所示： 图1. 轴流泵计算模型 2.2. 网格划分及无关性验证 多面体网格是一种新的网格类型，为每个单元体提供了更多的毗邻单元，同时在处理变化大，复杂的几何体时，其计算精度较好，网格生产速度较快。 本次模拟网格选择多面体与棱柱层网格相结合的形式，设置边界层棱柱网格为5层，增长率为1.2，其余主流区域为多面体网格。由于模型的复杂性，在曲率半径较小的部位采用了局部加密功能。 网格的疏密度对模拟结果准确性有拟时间。一般情况下，网格越细密，其功率，扬程及效率等参数越准确，但网格细密到一定程度，计算结果显著的影响。选取合适的网格数不仅能得到优良的数值计算结果，还能一定程度上减少网格总节点数，节省模基本上趋于稳定。本文的网格无关性研究是基于相同的三维模型，相似的网格划分方法，只改变节点间距，导致网格总数的不同。通过ccm+软件对设计的轴流泵进行网格划分，分析网格数N对轴流泵效率的影响，如图2所示： 图2. 网格数和效率的关系图 由图2可知，当网格数在120万左右时，网格数的增加对轴流泵效率影响很小，可以忽略不计。因此，计算轴流泵模型时网格数应保持在120万左右最好。 2.3. 控制方程及边界条件 本次数值计算以时均N-S方程作为基本控制方程和调用标准k-ε双方程湍流模型，以基于微元中心有限体积法空间离散的方式，通过压力速度的耦合求解。 设定了两个交界面分别为interface1、interface2，即：静–动、动–静交界面，分别对应的是叶轮前端与叶轮水体交界面及叶轮水体与叶轮后端水体交界面。 进口采用速度进口边界条件，根据不同工况，给定进口流动的速度；出口采用压力出流边界条件，出口压力为101，325 Pa；壁面边界采用无滑移壁面边界条件。转子区域选用旋转坐标系，其旋转速度为叶轮转速。 2.4. 数值模拟结果分析 统计数值模拟结果可知，轴流泵的扬程为2.729 m，流量为0.37 m 3 /s，轴功率为12.33 KW，有效功率为9.91 KW，水力效率为80.35%。 对比该轴流泵的设计参数，发现扬程远低于设计扬程3.3 m，因此不能满足实际的工程需求。有扬程的公式(1)可得： H = u 2 v u 2 − u 1 v u 1 g (1) 式中H——轴流泵扬程，单位m； u 1 ——进口圆周速度，单位m/s； u 2 ——出口圆周速度，单位m/s； v u 1 ——进口圆周分速度，单位m/s； v u 2 ——出口圆周分速度，单位m/s； g——重力加速度，单位m/s 2 。 u 2 = D π n 60 (2) 式中：u 2 ——出口圆周速度，单位m/s； D——叶轮外径，单位m； n——叶轮的转速，单位r/min。 由式(2)可得圆周速度u 2 跟叶轮直径D和转速n有关，一般叶轮外径D和转速n是确定的，因此圆周速度u 2 保持不变。在式(1)中圆周分速度v u 1 由吸入条件决定，通常v u 1 = 0，重力加速度g是定值(一般取9.81)，可以分析得到扬程H主要跟出口圆周分速度v u 2 有关。因此扬程H偏小主要是由出口圆周分速度v u 2 偏小所导致的。 以翼型所在的直径作相应的圆柱面，在叶片出口边位置取一平面，与圆柱面相交一段圆弧，在两个叶片出口边对应的圆弧上平均取10个点，如图3所示。10个点作为模拟圆周分速度的测量点，分别统计每个测量点的圆周分速度，进而计算出每个翼型的平均出口圆周分速度。5个翼型模拟的圆周分速度分布图如图4所示： 图3. 测量点位置图 图4. 原模型圆周分速度分布图 分析可得，5个翼型截面的平均模拟圆周分速度变化趋势大致相同，呈现先减小后增大趋势；从轮毂到轮缘，圆周分速度依次减小，且越靠近轮毂处速度变化的趋势越明显，越靠近轮缘处速度变化的趋势越平缓。 表2为圆周分速度对比表。其中模型模拟圆周分速度表示为v u 2a ；设计圆周分速度表示为v u 2b 。 Table 2 Circular velocity comparison tabl 参数 翼型截面 I II III IV V v u 2a /(m∙s −1 ) 3.76 2.70 2.08 1.66 1.44 v u 2b /(m∙s −1 ) 4.93 3.45 2.67 2.19 1.86 误差/(%) 23.73 21.74 22.10 24.20 22.58 表2. 圆周分速度对比表 由表可得：模拟得到的圆周分速度明显小于设计的圆周分速度，误差平均为22.87%。 v u 2 是液体在出口处绝对速度的圆周分速度。根据轴流泵出口处速度三角形分析，如图5所示： 图5. 叶片出口处速度三角形 分析可得：在轴流泵设计过程中，是以无限叶片数假定的，但实际叶片数是有限的。液体在有限叶片数叶轮和无限叶片数叶轮中流动状态差别很大，因此需加入圆周分速度修正系数ε来修正圆周分速度。
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user: 3. 轴流泵优化分析 3.1. 圆周分速度修正系数的选取 为了满足设计扬程要求，需增大圆周分速度，即增大圆周分速度修正系数。取5组不同的圆周分速度修正系数，分别为1.1、1.2、1.3、1.4和1.5 (假设采用等环量设计，即5个翼型的圆周分速度修正系数取值相同)。圆周分速度的变化直接影响叶轮出口安放角以及导叶进口安放角的大小，因此圆周分速度修正系数改变，叶轮出口安放角和导叶进口安放角也随之改变。三维建模，数值模拟，统计圆周分速度(每组测量点的平均圆周分速度)的分布规律。5组模型圆周分速度对比图如图6所示。 分析可得：5组曲线的变化趋势大致相同，圆周分速度修正系数越大，其圆周分速度值越大。对比设计的圆周分速度，ε = 1.4的5组翼型圆周分速度最接近，分别相差3%、5%、2%、4%和2%。 外特性统计结果如表3所示，表中ε为圆周分速度修正系数，H为扬程，P为轴功率，η为水力效率。 根据表3结果可知，在轮毂比和流量不变的情况下，随着圆周分速度修正系数变大，轴流泵的扬程随之升高，轴功率也随之增大；而轴流泵的效率先升高后降低。当圆周分速度修正系数达到1.3时，效率最高为82.07%。但其扬程不满足设计扬程需求，应取圆周分速度修正系数为1.4，其效率为81.94%。 图6. 圆周分速度对比图 Table 3 Comparison table of 5 groups of circumferential velocity result 参数 ε 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 H/m 2.79 2.98 3.16 3.48 3.71 P/(kw) 12.46 13.24 13.95 15.62 16.46 η/(%) 80.97 81.62 82.07 81.94 81.7 表3. 5组圆周分速度结果对比表 3.2. 优化设计 在满足设计扬程情况下，翼型的圆周分速度修正系数选取1.4，但实际的设计过程中，叶轮设计采用变环量设计，即5个翼型的圆周分速度修正系数不尽相同。以ε = 1.4为基准，设计4种优化方案，4种优化方案采用了4种不同的变环量设计。方案1是轮毂到轮缘圆周分速度修正系数线性增大；方案2是轮毂到轮缘圆周分速度修正系数线性减小；方案3是中间翼型断面圆周分速度修正系数较大，而轮毂和轮缘处圆周分速度修正系数较小；方案4是中间翼型断面圆周分速度修正系数较小，而轮毂和轮缘处圆周分速度修正系数较大。如表4所示： Table 4 Optimization schem 方案 翼型截面 I II III IV V 1 1.26 1.33 1.4 1.47 1.54 2 1.54 1.47 1.4 1.33 1.26 3 1.33 1.4 1.54 1.4 1.33 4 1.47 1.4 1.26 1.4 1.47 表4. 优化方案 图7为优化方案速度环量对比图，可以看出：5种方案速度环量分布规律大致相同，中间翼型速度环量较大，轮毂轮缘处速度环量较小。方案2的平均速度环量最大，原方案的平均速度环量最小。方案1和方案3速度环量极差较小，分布比较平均；方案2速度环量极差最大。 图7. 优化方案速度环量对比图 图8为4种优化方案叶片出口边轮毂处速度矢量图，可以看出：方案1没出现旋涡等不良流态，流态稳定，流速分布均匀；方案2叶片压力面轮毂处有明显的旋涡，流态紊乱；方案3和方案4出现小旋涡，对流态影响较小。 图8. 叶片出口边轮毂处速度矢量图 图9为4种优化方案叶片吸力面流线图，可以看出：方案2叶片吸力面产生明显的旋涡和脱流现象，出口边流线不顺滑；方案1叶片吸力面流线相对均匀；方案3和方案4有轻微的脱流现象。 图9. 叶片吸力面流线图 图10为优化方案1内部流线分布图。进一步展示优化方案1内部流动状态，从图中可以看出，叶轮和导叶处无明显的回流和旋涡，流态稳定均匀，流线分布合理。 由表5外特性结果分析可得：以上方案均满足设计扬程，方案2和方案4轴流泵效率低于原方案，优化设计不合理；方案3轴流泵效率稍微大于原方案，优化效果不明显；方案1的效率比原方案提高了0.75%，故采用方案1作为优化设计方案。 图10. 轴流泵流线图 Table 5 Optimization scheme external characteristic result tabl 参数 方案 原始 1 2 3 4 H/m 3.48 3.44 3.69 3.65 3.47 P/(kw) 15.62 15.09 16.47 16.15 15.49 η/(%) 81.94 82.69 81.27 82.02 81.36 表5. 优化方案外特性结果表 综上：变环量设计中，应减小轮毂处的环量，同时增大轮缘处的环量，可改善叶片扭曲度过大的情况，减少脱流和旋涡等不良流态，一定程度可以提高轴流泵的水力性能。 3.3. 优化结果分析 原模型优化后，叶轮的几何形状发生了明显变化，这是轴流泵水力性能提高的根本原因。优化后，叶片轮毂处进口安放角为38.8˚，叶片轮毂处出口安放角为74.3˚，叶片轮缘处进口安放角为16.9˚，叶片轮缘处出口安放角为18.8˚，叶片轮毂处包角为56.8˚，叶片轮缘处包角为73.1˚。 图11为轴流泵优化前后的水力性能对比图，分析可得：在设计工况下，扬程从2.729 m提高到3.44 m，水力效率从80.35%提高到82.69%，均满足设计要求。优化模型高效区明显扩大，表明优化模型在多工况下的水力性能得到了提升。 图11. 优化前后轴流泵水力性能对比
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user: 4. 结论 通过数值模拟分析，基于圆周分速度对轴流泵优化设计研究，得到以下结论： 1) 通过解决轴流泵实际扬程偏低的问题，提出了圆周分速度修正系数。针对n s = 1250的轴流泵，最佳圆周分速度修正系数以1.4为基准，同时采用变环量设计，减小轮毂处的环量，增大轮缘处的环量。 2) 数值模拟可有效验证优化设计的结果。优化后，叶轮内部流态更加平稳，增强了叶片的做功能力，扩大了轴流泵的高效区；在设计工况下，扬程从2.729 m提高到3.44 m，水力效率从80.35%提高到82.69%，均满足设计要求。
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user: 摘 要 目的：探讨角膜内皮镜及光学相干断层成像(前节OCT)在角膜移植术前术后角膜中央厚度测量的比较。方法：分别采用角膜内皮镜、光学相干断层成像(前节OCT)对角膜移植患者术前一天及术后一月，三月角膜中央厚度进行测量，结果进行对照分析。结果：角膜内皮镜与前节OCT测量无明显统计学差异。结论：角膜内皮镜及前节OCT在角膜移植前后观测角膜中央厚度中有无创、无接触、无浸入的特点，而前节OCT易操作性更佳，更适合作为长期随访的检测方式。 关键词 :角膜，厚度，光学相干断层成像，角膜内皮镜，角膜移植 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 角膜移植手术为角膜疾病患者术后带来了再次重见光明的机会。而角膜移植术后角膜中央厚度(CCT)的测量对于了解角膜水肿及角膜内皮功能有重要的参考价值，对于评估角膜移植术后排斥及预后有重要意义。本文选用角膜移植术前一天、术后一月、术后三月角膜内皮镜及光学相干断层扫描(前节OCT)测量角膜中央厚度，进行比对，旨在研究两种方式测量角膜中央厚度变的对比，为临床工作提供参考。
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user: 2. 资料和方法 2.1. 资料和方法 取2015年3月至2017年5在昆明市第一人民医院接受心脏死亡捐献(DCD)角膜材料来源患者20列(20只眼)，其中年龄20至60岁，男12例，女8例，右眼11例，左眼9例。 2.2. 检测方法 患者术前一天，术后一月，术后三月进行角膜内皮镜及前节OCT测量中央角膜厚度，每种方法测量三次，取平均值。固定一位技术员操作。 2.2.1. 角膜内皮镜 采用日本尼德克角膜内皮细胞计数，型号CEM-530，其原理通过感知聚焦于角膜前后表面反射光源的时间差，及光线在角膜中的传播速度，计算得出角膜厚度 [ 1 ] 。测量时引导病人将下巴放在颚托上，额头靠住额托，并使眼角对准眼位标志线。选择中央固视灯，请患者盯住固视灯，选择自动对焦并完成测试。记录数值。缺点：患者配合程度等会影响固视位置而改变测量位置。角膜内皮镜自带的数据分析需要角膜5层数据清晰辨认，角膜移植术后角膜水肿，浑浊均会影响角膜内皮镜对角膜内皮的识别，进而无法计算角膜厚度。 2.2.2. 光学相干断层成像 采用德国海德堡SPECTRALIS-OCT，更换前节镜头。通过获取低相干光波穿过角膜各层组织的反射光的强度与延迟时间，与对照光比较，经计算得出角膜厚度，其分辨率为于5 μm*6 μm，分辨效果接近组织病理切片水平，拍摄速度为1024帧/秒，更加快速获取图像。测量时引导病人将下巴放在颚托上，额头靠住额托，并使眼角对准眼位标志线。请患者注视固视蓝灯，调整测量器与眼睛的距离，直到获得清晰的角膜图像，选择3至9点连线，6至12点连线扫描完成测量。优点：无创，快速，可通过调整测量位置测量角膜上任一点的厚度值，可通过图像叠加获取完整、清晰的图像，需要患者固视时间较短。 2.3. 统计学方法 使用IBM SPSS Statistics 21软件，配对t检验，用以比较两种方法测得的角膜移植术前及术后一月、术后三月的角膜中央厚度。Pearson相关检查两组数据的相关性(见表1)。 Table 1 One day before surger 均值 N 标准差 均值的标准误 前节oct 517.7000 20 167.22412 37.39245 角膜内皮镜 579.4000 20 221.34812 49.49494 表1. 术前一天 P = 0.040，r = 0.829。
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user: 3. 结果 术前两种测量比较如下 角膜内皮镜与光学相干断层成像(前节OCT)在角膜移植术前测量CCT平均值分别为517 ± 37.39 μm及579 ± 49.49 μm，p = 0.040 < 0.05，r = 0.829两组无明显统计学差异，且相关性可，术后一月角膜中央厚度测量平均值分别为500 ± 26.62 μm及626 ± 26.10 μm，p = 0.422，r = 0.289 (见表2)，显统计学差异，但相关性较差。考虑术后个体反应差异，如水肿程度不一致所致。术后三月角膜中央厚度平均值分别为612 ± 58 μm及572 ± 44 μm，p = 0.403，r = 0.628 (见表3)，两组无明显统计学差异，考虑随术后水肿消退，角膜厚度逐渐趋于正常，因此相关性较前增加。 Table 2 One month after surger 均值 N 标准差 均值的标准误 前节oct 600.5000 20 119.03891 26.61791 角膜内皮镜 626.3000 20 116.72960 26.10153 表2. 术后一月 P = 0.422，r = 0.289。 Table 3 Three months after the surger 均值 N 标准差 均值的标准误 前节oct 612.1500 20 260.31808 58.20889 角膜内皮镜 572.8500 20 197.66459 44.19915 表3. 术后三月 P = 0.403，r = 0.628。
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user: 4. 讨论 角膜移植术后角膜如果没有排斥反应，角膜厚度将逐渐下降并将趋于稳定，且接近正常 [ 2 ] [ 3 ] ，因此在角膜移植术后不同时期的角膜厚度增加有不同的意义，定期测量角膜厚度有利于及时发现角膜排斥反应，并利于角膜移植术后预后的观测。角膜内皮镜及光学相干断层扫描在测量角膜中央厚度都是非接触式、非侵入式的，是安全，快速的光学测量工具。而角膜内皮镜需要获取一定数量的角膜内皮数才能计算角膜厚度，因此对角膜移植术后角膜的透明度有较高的要求，角膜的水肿、浑浊，密度不均都可引起光的散射及扭曲从而影响测量结果的准确 [ 4 ] 。患者的配合程度也可影响了测量的位置偏差。光学相干断层成像分辨效果接近组织病理切片水平，拍摄速度为1024帧/秒，快速获取图像，并可测量角膜上任一点的角膜厚度值，通过图像的叠加及计算机后期处理，可快速获得完整清晰的图像。因此对患者的配合要求可有一定降低。角膜内皮镜及光学想干断层成像(前节OCT)在角膜移植术前、术后一月、术后三月测的角膜中央厚度均无明显统计学差异，术前相关性可，术后一月因个体反应，如水肿差异，导致数据相关性较差，术后三月随水肿逐渐消退，角膜厚度逐渐趋于正常，数据相关性逐渐恢复。因此，角膜内皮镜及光学想干断层成像(前节OCT)有常规工具测量之间良好的一致性。然而，小系统偏差仍然表明这些测量工具可能不能互换 [ 5 ] 。建议随访时选取固定的测量方式，并建立当地的正常数据参考。而前节OCT更容易获取准确的角膜厚度，可作为角膜移植术后随访角膜中央厚度变化的有效测量工具。
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user: 摘 要 飞行高度是飞控系统研制过程中一个极其重要的参数。论文给出了一种采用GPS、惯导和气压计数据融合的飞控系统高度滤波算法。算法构建了GPS与气压计高度融合模型，并结合惯导数据，使用互补滤波对导航坐标系下的高度、速度及位置进行滤波。利用实验室飞控平台，通过静态及模拟动态测试，验证滤波算法能够得到较为准确的高度、速度与加速度。算法解决了单一传感器信号较弱或数据较差时对滤波效果产生的不利影响。 关键词 :惯性导航，高度滤波，观测量，GPS，气压计 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 高度数据的准确获取是飞控系统研制过程中极其重要的一环，是保证无人飞行器按照一定高程工作、平稳着陆的先决条件。但对于低成本惯性导航解算，位置漂移严重 [ 1 ] ，虽可通过加速度计姿态校正来抑制部分漂移，但解算出的速度与位置仍然不准确。因此需利用除惯导外的其它传感器测量值作为位置观测量参与滤波，在抑制位置漂移的情况下，修正速度与加速度，提高高程数据的精度。目前文献中大多是将惯性导航作为一个整体，对惯导的三维位置及速度进行滤波。如SINS/GPS组合导航，通过组合导航对SINS速度及位置漂移进行抑制 [ 2 ] [ 3 ] 。但是当只需要高度方向上的数据时，此种做法往往计算量大，步骤繁琐，且整体滤波兼顾经度、纬度、高程等多个因素，反而影响了高度方向的滤波效果，且当SINS/GPS组合导航中的GPS信号较差时，得到的高度观测量误差也大。可见，当单一的高度传感器观测数据出现异常时，滤波后的高度也会出现异常。 针对单传感器无法适应复杂工作环境的缺点，本文结合GPS、气压计及惯导系统的优点，来抑制惯导高度方向上的发散。通过构建GPS与气压计数据的权重模型获得高度方向观测量，使用互补滤波算法融合惯导数据与求得的观测量得到更为精确的高度观测值。算法简易，鲁棒性好，可在嵌入式飞控板中实时运行。