基于深度学习的堰塞坝表层颗粒物质识别研究

在堰塞坝形成初期,交通闭塞,人员无法快速进入的情况下,利用无人机影像对堰塞坝表层颗粒物质进行智能识别,对于堰塞坝表层结构分析和危险性评价具有重要意义。堰塞坝表层颗粒物质一般分布散乱、粒径不均匀、背景复杂,利用人工解译或传统图像识别技术存在自动化程度低、识别率差等问题。针对上述不足,提出一种基于深度学习的堰塞坝表层颗粒物质识别方法,采用“大颗粒逐个识别→密集小颗粒逐分割块识别”的思路,利用Mask R-CNN、SLIC、AlexNet等方法联合构建自动识别模型,并进行精度评价和推广应用实验。结果表明,该方法可实现对堰塞坝表层颗粒物质的智能识别和粒径分析等功能,识别精度大于90%,具有一定的迁移能力,能够为堰塞坝应急抢险提供较好的数据基础和决策依据。

乌毛蕨叶光谱特征对矾山铜钼矿区钼金属找矿指示意义

针对植被覆盖区遥感技术在矿产勘查中的实际问题,提出了一种利用金属元素迁移规律和金属胁迫后植被光谱发生变异的特点开展植被覆盖区地质找矿的遥感新方法。该方法基于植被叶片光谱曲线反射和吸收特征的原理,结合地球化学数据,间接实现重金属元素分布遥感制图。采集矿区和矿区周围背景区乌毛蕨叶样本及对应光谱数据,基于化学分析测定获得矿区和背景区乌毛蕨叶钼元素含量,明确矿区乌毛蕨叶受到了钼元素影响。对比分析矿区和背景区乌毛蕨叶在波形、红边位置、叶绿素及水吸收、植被指数上的差异,结果表明,受钼金属胁迫后矿区乌毛蕨叶光谱在光谱曲线和水吸收特征方面较背景区均存在明显差异,其中970 nm处的水吸收特征差异最明显。研究成果可为遥感技术在植被覆盖区开展地质找矿提供新思路。

舰载直升机系留座的布置优化

本文根据舰载直升机系留索的受力特点,推导出系留索的张力计算表达式,利用遗传算法对系留点的位置进行优化,得到了各海况下系留点的优化布局形式和系留索的张力值,最后对得到的结果进行综合分析比较,确定了最佳的系留座布局形式。

结构控制中输出反馈鲁棒极点配置优化方法

给出了输出反馈鲁棒性极点配置的数学描述和数值解法，基于任何结构控制都要求极点 对系统矩阵元素的改变不敏感，通过选择鲁棒度量，并以其尽可能小为判据，用优化方法寻求 近似解．最后将该方法应用于一个大跨度桥在确定的运动载荷作用下的控制，计算结果表明方 法合理、有效．

动力模型参数识别中的Bayes方法

将统计分析中的 Ｂａｙｅｓ方法应用到参数识别问题中，提出了利用测量频率的 Ｂａｙｅｓ估计识别动力学模型的方法，该方法是基于广义逆特征值问题的解．考虑到试验数据的随机性，测量频率用正态分布来描述．此外，将工程师关于测量频率的置信度进行量化，并且与识别过程相结合．数值算例证明了这一方法的有效性．

一种动力模型的局部修改方法

本文基于矩阵反问题理论，给出了一种动力学有限元模型的修正方法，这种方法的表达式简洁．考虑到模型误差主要产生于结构的某些特殊部位，因此有限元模型中的误差可以认为是局部性的．为了减少修正时对模型正确部分的影响和减少不必要的计算量，本文只对刚度或质量矩阵的局部加以修正．首先将所要修改的部分重新组成一个矩阵，利用特征方程，建立一个待修正的有限元模型，然后应用本文给出的方法进行修正．本文方法得到数值算例的证明．

对称结构动力学设计中的广义逆特征值问题

将对称结构动力学设计问题归结为一类含设计参数的广义逆特征值问题，以结构的动态特性指标作为设计准则来设计结构，通过建立等效的非线性方程组，利用Ｎｅｗｔｏｎ法求解其设计参数，使得到的结构具有满足设计要求的动态特性。

基于Lanczos方法的结构动力学灵敏度分析

利用数学理论得到结构动力学重特征值的灵敏度表达式 ,从而解决了奇异性问题· 然后 ,为降低计算工作量 ,基于Lanczos方法得到降阶的结构系统 ,从而得到降阶的灵敏度分析近似解· 用一个算例证明的方法正确性·

结构控制设计中具有输出反馈最小范数的极点配置方法

给出了结构控制系统输出反馈极点配置的设计方法 ,该方法采用鲁棒性分析设计的一些基本步骤 ,兼顾结构控制系统的鲁棒性和计算的简便。基于鲁棒度量建立状态向量和输出向量参数之间的协调关系 ,利用 QR分解技术 ,导出鲁棒极点配置问题的增益矩阵表达式 ,通过分析该表达式 ,可以得出本文方法的鲁棒性能够得到保证。将输出反馈极点配置问题转化为非线性最小二乘问题 ,用 LM方法解出具有最小范数的反馈矩阵。最后将本文方法应用一个 3层结构在正弦载荷作用下的振动控制问题 。

结构静力问题的重特征值灵敏度分析

静力学中的结构设计、模型修正和优化等问题都属于矩阵逆特征值问题，解决这类问题的关键是求出特征值和特征向量关于设计参数的灵敏度，本文基于多元函数论和代数反问题理论，得到了具有重特征值情形的结构灵敏度解的形式，并给出了相应的计算实例．

白刺花叶中的一个新生物碱

从白刺花叶中分得一个新生物碱,经紫外、红外、质谱及核磁共振和化学等方法分析,确定为13α-羟基苦参碱,即苦丁碱。

矩阵构造法在动力模型物理参数识别中的应用

通过矩阵奇异值分解得到矩阵构造的表达式 ,并将其应用于动力模型物理参数识别问题· 根据矩阵构造表达式的特点 ,可以使参数识别模型降阶 ,降阶后的模型与原模型之间的数学和物理性质有明确的对应关系 ,避免了为忽略高阶频率而采用缩聚方法造成的误差· 最后 。

一种基于激光直写的水浊度传感结构

提出并制作了一种基于激光照射改变折射率方法的光度比浊度传感单元,综合了导波光学及检测相关知识原理.以UV光敏树脂为基底材料,采用"气体干法"除胶及分步固化的方法获得了该芯片化结构.传感器整个制作过程仅仅需要7～8min因而使本方法具有很高的效率.由直写成型的单元组建传感系统对标准悬浊液样品进行了实验测试,所得的相关数据在SISO算法神经元网络系统中进行处理,获得了传感器浊度与对应散射系数的关系曲线.通过试剂检验的方法得知实际相对误差在5%左右.

超声探测弱信号提取方法

为了在超声检测中排除噪声干扰,从强噪声背景中提取弱回波信号,利用小波变换技术从超声探测信号中提取弱缺陷回波信号,建立了超声缺陷回波的数学模型,并进行了仿真实验,其特有的“变焦距”特性使得小波分析在时域和频域中具有良好的分析能力。结果表明,利用小波变换方法能够很好地抑制噪声,提高信噪比,提取强噪声背景中的弱回波信号,且该方法原理简单,易于实现,在工程上有较高的应用价值。

广义逆特征值方法在动力模型修正中的应用

本文针对土木工程中理论计算的要求和特点,基于逆特征值理论给出了一种适合有限元动力模型修正的广义逆特征值方法,该方法在给出修正解的表达式基础上,要求修正解满足动力模型的力学特征,且仅需要少量试验数据,是一种简单、实用的有限元模型修正方法。

结构设计中的高阶灵敏度

本文将静力结构没计问题归结为一类代数特征值反问题．由于灵敏度计算是解决这类问题的重要环节和主要工作，因此在多元函数论的基础上导出了适合于结构设计的高阶灵敏度表达式，该表达式的特点有坚实的数学基础和实用价值．

动力模型总体修正的近似解析解

本文针对土木工程中理论计算的要求和特点，基于逆特征值理论给出了一种适合有限元动力模型总体修正的广义逆特征值方法，该方法在给出修正解的表达式基础上，要求修正解满足动力模型的力学特征，且仅需要少量试验数据，是一种简单、实用的有限元模型修正方法．

基于矩阵逆特征值法的结构动力学设计

结构刚度矩阵和质量矩阵是关于设计参数的函数 ,而且事实上一般是非线性函数 .结构动力学设计通常要求结构具有指定的动力特性 ,结构动力学设计问题可以归纳为一类含设计参数的广义逆特征值问题 .首先给出了结构动力学设计问题的数学描述以及相应的求解准则和方法 ,然后 ,利用矩阵逆特征值问题的特点 ,将原来对整体矩阵的计算转化为对特定的局部矩阵的计算 ,整体矩阵与局部矩阵之间的数学和物理性质有明确的对应关系 ,既大大降低了计算量 ,又能保证计算精度 .

采用交替投影算法重构超声信号

建立了超声探测缺陷回波的数学模型,讨论了信号奇异性同其小波变换之间的关系以及通过小波变换模极大值精确重构原信号的原理和方法,利用M a llat的交替投影算法对仿真的超声信号进行了精确重构和对实际检测到的超声信号进行了消噪处理。结果表明,利用小波变换模极大值重构信号的交替投影算法来重构超声信号,重构精度高,实现速度快,用于处理染噪信号,消噪效果好,是一种较为理想的处理超声信号的方法。

一种利用静力试验数据修正有限元模型的方法

基于代数特征值逆问题理论，提出了一种利用静力试验数据修正有限元模型方法。由于修正后的模型为满阵，根据有限元模型的力学特征对修正后的模型加以约束，使其不仅是对称的，而且还保持稀疏、带状特性，其计算过程简洁，计算结果表明该方法可靠，效果令人满意。