某抽水蓄能电站发电电动机上导摆度脉冲干扰分析及处理

某抽水蓄能电站发电电动机采用电涡流位移传感器测得的上导摆度时域波形上叠加了大的脉冲,影响后期数据处理的准确性。经数据分析并建立三维有限元仿真模型仿真验算,得出该电站发电电动机磁极引线在上端轴的固定方式是造成大脉冲的主要原因。由此,提出保障数据准确性的临时措施和彻底改进办法,分别为脉冲数据消除处理方法和更换传感器方法,可为同类型穿轴方式的发电电动机上导摆度准确测量提供借鉴。

基于柔性阵列传感器的脉象检测系统的设计

当前的脉象仪大部分采集手段单一,取脉压力的调节性差,无法模拟医生的布指方式,而且只能实现脉搏图的描记及分析,无法给出脉象的三维信息。针对这一问题研制了基于柔性阵列传感器的脉象检测系统,用硅胶制作了专门的脉搏换能器;设计了压力控制系统,实现压力自动调节,完成了对最佳取脉压力下脉象的采集;搭建了信号处理电路,实现了对脉象信号的提取和预处理;以USB-7660为核心构建了A/D采集系统,实现了对多路脉象信号的显示、存储。实验表明,该系统不仅可以有效采集到受试者的七路二维脉图,而且能清晰地观测到受试者的脉道宽度,并重建出相应脉搏波的三维传导地形图。

基于非晶带巨磁阻抗效应的新型弱磁场传感器

利用短时矩形脉冲电流对近零磁致伸缩系数钴基非晶态合金带进行退火处理,得到约114%的巨磁阻抗变化率.同时利用CMOS多谐振荡电路产生窄脉冲电流序列对前面处理过的非晶带进行激励,制作成灵敏度高、稳定性好、功耗低的弱磁场传感器.对传感器的工作原理进行了分析,并设计了信号处理电路.该传感器可应用于对弱磁场的检测.

基于监督等距映射和支持向量回归的料位软测量

球磨机是一种用于磨矿工业的高能耗设备,准确测量其料位能够提高运行效率和安全性能。针对球磨机振动信号存在非线性和冗余性以及振动法在高料位时灵敏度较低等问题,提出了一种基于监督等距映射(S-Isomap)和支持向量回归(SVR)的软测量方法。首先用鲁棒的S-Isomap对振动信号功率谱基本特征进行非线性降维并提高料位区分度,再用泛化能力好的SVR建立降维后特征和料位之间的回归模型。通过采用实验室球磨机运行数据进行测试,验证了该方法在整个料位范围内具有较高的预测精度。

惯性-视觉复合传感器同步内触发设计

通过同步内触发惯性-视觉复合传感器,实现对远距离、高速动态目标的测量。将高精度惯性传感单元ADIS16355与普通单目摄像机同步触发采集,通过任意位置变化、光轴角度旋转,达到双目视觉效果,有效解决了三维空间运动目标定位问题。由激光按键控制图像起始帧的标注,同时产生高电平信号,与摄像机视频信号分离出的奇/偶场同步脉冲信号一起通过与门电路输出,作为单片机标记惯性数据的中断信号,实现同步测量,可有效消除错帧、丢帧等现象,精度可达微秒级,为惯性传感器与普通单目摄像机同步采集提供了一种有效的解决方案。

基于有限元分析的脉搏形态三维重构

利用有限元模拟分析的方法获取脉搏的三维形态。基于双目视觉脉搏图像传感器工作原理,利用三维软件PRO/E建立脉搏图像传感器模型,把建好的模型导入Abaqus软件,应用Abaqus/Standard对模型进行静态分析。结合中医切脉思想和双目视觉测量的实验过程,把整个模拟分析过程分为4步:第1步是模拟脉搏跳动,第2和第3步模拟切脉过程,第4步模拟中医得到脉搏特征信息。提取模型传感器气囊探头薄膜上不同位置的130个特征点,获取其中一个特征点的一个脉搏周期的脉搏波形,对提取的130个离散特征点利用"三角形"法连接成三维曲面。相比于利用双目视觉测量原理获取气囊探头薄膜上的空间少量离散特征点直接插值构成的三维曲面的方法,本文方法重构的三维图具有提取的空间离散特征点多,同等条件下节约了0.120 379 s的时间,更能够切合指感施压下切脉皮肤表面的时空域变化的优点,为进一步在时空域中提取多种表征脉搏形态的特征奠定了基础。

相关向量机对废水处理系统出水水质的预测

准确预测出水水质对造纸废水处理过程具有重要意义,为此笔者提出一种基于相关向量机(RVM)的软测量模型。首先,利用偏最小二乘法(PLS)提取实际造纸废水处理过程数据的潜变量,解决过程变量的共线性和高维度问题,然后利用潜变量建立RVM预测模型。结果表明,与RVM模型相比,本文提出的PLS-RVM组合模型在对出水悬浮固形物(SS)的水质预测测试时,均方根误差降低了7.76%,决定系数提高了12.32%;但对出水化学需氧量(COD)的预测测试效果提升并不明显。此外,PLS-RVM模型的预测效果较PLS-LSSVM模型有显著提升:对出水SS的预测,均方根误差降低了9.16%,决定系数提高了15.29%;对出水COD的预测结果中,均方根误差降低了9.29%,决定系数提高了18.34%。

基于二维云推理的球磨机料位软测量

针对单一信息反映料位的局限性,采用基于二维云模型不确定性推理方法实现球磨机料位软测量。首先,对振动和振声信号进行预处理,通过Welch方法获得功率谱密度并提取特征值;其次,利用二维云模型对所得特征值进行融合,获得推理系统的前件云、后件云以及相应的规则库;最后,将测试样本作为推理系统的输入,进行二维云模型不确定性推理,实现球磨机料位软测量。实验结果表明,本方法的测量精度能够满足现场测量应用的需求,且具有较高的稳定性。

方波脉冲法制备Cu2O@Cu/TiO2三维阵列纳米复合材料及其作为高灵敏无酶型葡萄糖传感器的研究

采用阳极氧化法制备了TiO2三维阵列纳米管(TiO2 NTAs),再利用方波脉冲法在TiO2 NTAs表面电沉积Cu薄膜,经过煅烧处理后得到Cu2O@Cu/TiO2 NTAs纳米复合材料。X-射线衍射仪(XRD)测试表明该材料中Cu和Cu2O共存。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析显示,TiO2管壁的外表面均匀生长Cu2O,选区电子衍射结果表明该纳米复合材料为混晶材料。差分脉冲伏安法表明,Cu2O@Cu/TiO2 NTAs在+0.56 V处出现明显的葡萄糖氧化峰,表明该纳米复合材料对葡萄糖具有强的电催化作用,可用于葡萄糖的测定。计时电流法得到葡萄糖的线性范围为0.19~3.5 mmol/L,灵敏度为372.0μA·L·mmol^-1·cm^-2,检出限为3μmol/L。交流阻抗测得Cu2O/TiO2 NTAs的传荷阻抗为526.2Ω,Cu2O@Cu/TiO2 NTAs为1.8Ω,二者相差292倍,说明Cu作为中间过渡层降低了电子传导的传荷阻抗。将该电极用于血清中葡萄糖含量的检测,测试结果与医院测定结果无显著差异。Cu2O@Cu/TiO2 NTAs可作为一种灵敏度高、响应速度快、选择性较好的无酶型葡萄糖传感器。

三维脉冲电场传感器的时域校准及不确定度评定

为了满足脉冲电场的校准需求,以三维脉冲传感器为例,建立了一套基于GTEM室的时域校准系统,并对传感器进行了时域校准和不确定度评定。该不确定度分析考虑了场均匀性、输入电压、测量距离以及传感器和标准电场之间的相互关系等因素,通过不确定度合成,得出了在置信概率>95%时,校准的总不确定度为5.82%。并在此基础上,对三维脉冲电场进行了时域校准,校准结果表明:传感器的线性度良好,拟合的确定系数为0.998。该研究对于分析电场传感器的时域校准有一定的参考意义。

GTEM室频域校准系统及其不确定度评定

研究了脉冲电场的频域校准方法并对其不确定度进行了评定,针对脉冲电场的校准需求,以三维脉冲传感器为例,建立了一套基于GTEM室的频域校准系统,通过仿真和实验,对GTEM室产生标准电场的不确定度以及传感器和标准电场之间相互影响的不确定度进行了分析,通过不确定度合成,得出了在置信概率>95%时,校准的总不确定度为4.45%.在此基础上对三维脉冲电场进行了频域校准,校准结果表明,传感器在10 MHz^1 GHz内有着比较平坦的幅频响应.本文的研究对于分析电场传感器的频域校准有一定的参考意义.

废水处理过程的降维方法综述

废水处理过程变量存在强非线性、强耦合、易受干扰等问题,数据驱动的水质监控系统需要利用采集到的大量过程数据进行故障诊断和软测量建模。对废水处理过程数据进行降维预处理可以提高建模精度以及避免数据维度过高导致的“维数灾难”问题。综述了基于数据降维技术的故障检测、故障诊断和软测量建模方法在废水处理过程中的应用,归纳了高维数据降维的方法与类别,提出了数据降维方法在废水处理过程应用中存在的问题和相应的解决方案,最后指出了基于数据降维的废水处理过程建模方法的未来发展方向。

基于电光调制的小型化三维雷击脉冲电场测量装置

非接触式的电场传感技术是目前电力系统关键节点电压测量的一种解决方案,为此以实现体积小、空间分辨力高的三维雷击脉冲电场准确测量为目标,提出了一种基于电光调制的小型化三维脉冲电场测量技术,自主研发了基于非对称直波导的三维电场测量探头,并对探头的测量范围、方向性和时域波形测量功能进行了仿真研究及试验验证。该三维探头的体积约为3 cm×3 cm×10 cm,与常规三维探头相比,缩小了约10倍,进一步提高了电场测量的空间分辨率。搭建雷电脉冲试验平台评价传感器的测量性能,结果表明,该探头不仅可真实反映了待测雷击脉冲电场的时域波形,而且具有良好的方向性,在额定值20%~120%范围内传感器综合测量误差绝对值<3%,可实现雷击脉冲电压的准确测量。

阵列式中医脉象检测系统的研究

目的 建立一种动态三维的新型中医脉象检测系统.方法 在研究传统中医脉诊基础上,从仿生学观点出发,设计了模仿人手指触觉的柔性面接触型多信息传感模式,应用现代计算机信息处理技术,以尽可能接近传统中医脉诊的方法,提取脉诊信息.结果 证实了采用新型传感器提取指感脉象信息,以三维数据模式传输给计算机重现中医指下感觉的脉诊信息检测方法的有效性.结论 本研究提出的脉诊客观化新方法切实可行,取得了预期效果,为中医临床的脉诊客观化研究和中医教学提供了新的方法和新的特征依据.

一种基于全局信息保持的局部线性嵌入算法及应用

局部线性嵌入(LLE)作为一种经典的流形学习算法,能够得到高维空间的低维流形,但对近邻样本数选择敏感,缺乏全局结构保持能力.为解决此问题,提出了一种改进的LLE算法.在综合考虑样本间差异和数据全局代表性的基础上,通过引入离散度保持项和全局权重指标,提高了算法在降维重构过程中的信息挖掘能力,并降低了对噪声的敏感度,克服了传统LLE算法只关注局部流形特征而忽略全局结构的缺陷.数值仿真和小麦籽粒蛋白质含量软测量的应用仿真验证了该算法的有效性和优越性.

阵列式三维中医脉象检测的研究

在研究传统中医脉诊基础上,根据中医脉象的多信息特征,从仿生学观点出发,设计模仿人手指触觉的柔性面接触型多信息传感模式,应用现代计算机信息处理技术,以尽可能接近传统中医脉诊的方法,提取脉诊信息,建立一种动态三维的新型中医脉象检测系统。通过采用新型传感器提取指感脉象信息,以三维数据模式传输给计算机重现中医指下感觉的脉诊信息检测方法的有效性得到了证实。文章提出的脉诊客观化新方法切实可行,取得了预期效果,为中医临床的脉诊客观化研究和中医教学提供了新的方法和新的特征依据。