基于开关瞬态高频振荡特征的寄生参数提取原理与实现方法研究

寄生参数是影响电力电子系统安全运行与效率优化的重要因素。该文提出一种基于开关瞬态高频振荡特征的寄生参数提取方法。与利用开关瞬态中电压、电流变化斜率的现有方法相比,基于振荡特征的参数提取方法对开关瞬态波形幅值测量准确度以及通道采样同步等方面的要求低,因此对信号衰减与延迟等问题具有较高的鲁棒性。该文首先对器件关断激发的漏源极之间的瞬态振荡进行详细数学推导。然后,讨论由寄生电感、寄生电容与器件共同构成的二阶以及四阶电路的振荡行为,归纳出参数提取方法并详细讨论对应的硬件与算法设计。为验证所提方法的通用性与有效性,以电力电子全换流回路中各组成部件为对象进行验证。在铜片、叠层母排、母线支撑电容、汇流铜条以及半导体功率模块等部件进行寄生参数提取,实际效果表明该方法能提取10 nH数量级的微量寄生参数,且参数辨识的一致性高,具有操作简明、提取误差小等优势。

双馈风电机组传动系统神经网络建模及参数预测

传动系统是双馈风电机组的重要组成部分,其模型对电力系统同步稳定及频率稳定分析具有重要影响,准确的传动系统模型参数是分析新能源电力系统动态特性的前提。为解决因大扰动量测信息不充裕导致模型参数难以辨识的困难,提出利用机组正常运行状态时随机小扰动激励下丰富的历史响应数据,根据响应数据与模型参数的对应关系构建神经网络模型,并根据当前响应数据进行驱动系统模型参数预测。首先讨论了基于BP神经网络进行数据建模的基本流程;针对含双馈风电机组的无穷大系统仿真算例,提取随机风速扰动下响应信号受扰轨迹的功率谱特征;定义功率谱灵敏度指标,提出选取功率谱灵敏度较大的参数作为重点参数;最后基于BP神经网络构建响应信号功率谱与模型参数之间的非线性映射,基于训练得到的BP网络辨识新响应下的模型参数。通过分析BP神经网络动态模型的误差,验证数据驱动建模方法的可行性。

安徽省重点镉污染区土壤重金属Cd红外光谱特征研究

采用红外光谱特征可以分析土壤中重金属Cd。应用傅立叶红外光谱分析测试仪对采集到的6个具有代表性的土壤样品进行快速分析与测试,定性分析结果表明,土壤中的矿物成分为蒙脱石、伊利石、白云母、蛭石、滑石、高岭石(结晶程度好与差的)、角闪石和镁角闪石等。土壤中的Cd^(2+)以平衡电价方式的晶面吸附在黏土矿物上,形成的共价键的键型振动是Si—O—Cd键,为弯曲振动,吸收特征峰为437.52 cm^(-1),439.75 cm^(-1),457.45 cm^(-1),462.69 cm^(-1),464.44 cm^(-1),467.81 cm^(-1)。

基于岩石光谱吸收特征的白云母含量反演

岩石是由多种矿物组成,其反射率光谱吸收特征与矿物含量之间存在紧密联系,矿物光谱在特定波段处的光谱吸收特征是定量估算含量的重要指标之一。为提升岩石光谱吸收特征定量反演矿物含量的准确度与精度,以白云母为研究对象,分析岩石光谱在2.2μm附近的光谱吸收特征及其白云母含量,采用Savitzky-Golay平滑滤波和连续统去除法对岩石光谱反射率进行处理,进而提取光谱吸收特征参数(吸收深度、吸收宽度、吸收面积),分析岩石光谱在2.2μm附近吸收特征与白云母含量之间的相关性。研究中采用单一吸收特征建立统计模型、多维吸收特征建立偏最小二乘法(PLS)和多层感知器(MLP)模型,对岩石中白云母含量与光谱吸收特征参数进行分析,进而提出一种非线性预测岩石中矿物含量的方法。研究结果表明,岩石光谱在2.2μm附近的光谱吸收特征中,吸收深度与白云母含量之间的相关性最高。基于单一吸收特征的统计模型中,二次曲线模型对吸收深度拟合的效果最佳,R 2为0.9350,RMSE为0.0630,岩石光谱的吸收深度随白云母丰度满足二次曲线变化,岩石中白云母的含量越高,岩石光谱吸收深度值越大;基于多维光谱吸收特征的PLS模型相较于MLP模型拟合的效果更佳,其R 2为0.9477高于MLP的0.9012,RMSE为0.0027低于MLP的0.0051;整体上,多维模型优于单一维度模型,PLS模型反演能力最佳,该模型在预测白云母含量上具有运算量小、精度高的特点。通过分析岩石在诊断特征处的光谱吸收特征,为其矿物组分的含量等进行定量反演提供理论参考,为矿产资源监测与评估提供快速高效便捷的方法。

基于高光谱和BP神经网络的玉米叶片SPAD值遥感估算

为了进一步提高玉米叶绿素含量的高光谱估算精度,该文测定了西北地区玉米乳熟期叶片的光谱反射率及其对应的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)值,分析了一阶微分光谱、高光谱特征参数与SPAD的相关关系,构建了基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和BP神经网络的SPAD估算模型,并对模型进行验证;再结合主成分回归(principal component regression,PCR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)以及传统回归模型与BP神经网络模型进行比较。结果表明:SPAD值与一阶微分光谱在763nm处具有最大相关系数(R=0.901);以763 nm处的一阶微分值、蓝边内最大一阶微分为自变量建立的传统回归模型可用于玉米叶片SPAD估算;将构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测SPAD值作为输出,构建BP神经网络模型,其建模与验模R2分别为0.887和0.896,RMSE为2.782,RE为4.59%,与其他回归模型相比,BP神经网络模型预测精度最高,研究表明BP神经网络对叶绿素具有较好的预测能力,是估算玉米叶片SPAD值的一种实时高效的方法。

黄土覆盖区油气微渗漏地表蚀变高光谱特征响应机理研究

以甘肃庆阳油气区为例,根据油气微渗漏的物理化学过程,通过地面实测黄土样品的波谱曲线,以及其中碳酸盐、粘土矿物、二、三价铁离子含量的测试分析,检测黄土覆盖区油气微渗漏所引起的特征光谱响应。根据黄土样品的测试分析,已知油气区碳酸盐矿物含量明显高于未知油气区,而且二价铁离子含量增加引起红层褪色现象明显,但粘土化蚀变特征不明显。从实测土壤光谱曲线包络线去除后,提取的土壤光谱吸收特征参数中,碳酸根和二价铁离子对应的吸收深度、吸收面积和对称度等三个特征参数与其含量相关性强,拟合度好。由此,对地面实测的14条土壤光谱曲线聚类分析能够有效区分油气微渗漏明显的已知油气区类和油气微渗漏不明显的未知油气区类。

典型重金属污染水体光谱特征分析——以广东省大宝山尾矿水为例

目前水体重金属遥感反演相关研究仍比较薄弱。自然界中重金属污染水体的光谱特征研究是重要的基础性工作,是将来实现卫星遥感反演时波段选择的重要理论依据,也是遥感反演模型所必须的基础参数。首先利用Analytical Spectral Devices(ASD)光谱仪,测量获得以大宝山尾矿水为例的典型重金属污染水体在两种水深和两种光照条件下的离水反射率光谱曲线,发现在600~700 nm(红波段)均有稳定的反射峰,然后进一步与自然界常见的两类水体(浑浊水体和富营养化水体)的反射峰位置进行对比,发现:以长湖水库石英砂厂附近为例的浑浊水体反射峰在550~700 nm(绿、红波段),以北江韶关冶炼厂附近为例的富营养化水体反射峰在550~600 nm(绿波段),3种水体的反射峰位置各异,说明该重金属污染水体反射率光谱与这两类水体具有很好的可分性。然后在测量水体反射率基础上,结合水质遥感模型和进行室内消光系数测量,反演得到大宝山尾矿水体的总散射系数和总吸收系数光谱,并进一步分离水分子吸收作用,最终得到水中成分的综合吸收系数光谱曲线,结果表明:在紫光波段吸收最强,在红光波段吸收最弱;具体表现为:从400 nm开始,吸收系数快速递减,在蓝绿光波段递减速度变缓,从黄光波段又开始快速递减,到676 nm达到极小值,然后又快速增强至750 nm,随后变化减缓。最后结合水样的水质化验结果,对该重金属污染水体的光谱成因进行分析,发现现场水色和水中成分的综合吸收系数光谱特征皆与作者前期研究测量获得的硫酸铁溶液颜色及其吸收系数光谱特征吻合,因此认为水中成分的光谱特征是由硫酸铁及其水解产物所引起。以上说明该重金属污染水体的光谱特征明显,反射峰和强吸收波长位置明确,这是将来利用卫星遥感手段反演水中重金属浓度的重要特征波段。该研究获得了以大宝山尾矿水为例的典型重金属污染水体反射率、消光系数、散射系数和吸收系数的光谱结果,为日后推广至其他种类重金属矿的尾矿水体及水中成分光学参数反演提供方法依据,也为将来利用卫星遥感技术对水中重金属浓度进行定量提取打下良好的理论基础。

樟树幼林生物化学参数与高光谱遥感特征参数相关分析

高光谱遥感在植被研究中的应用使定量估算植被的生物化学参数和生物物理参数成为可能.分析了樟树幼林生物化学参数与高光谱特征变量之间的相关关系.结果表明:樟树幼林的大部分生物化学参数(叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总含量、类胡萝卜素含量和总磷含量)与高光谱遥感特征参数(蓝边内最大的一阶微分、绿峰反射率、红边位置、蓝边面积、绿峰反射率和红谷反射率构成的比值与归一化植被指数、红边面积和蓝边面积构成的比值和归一化植被指数)之间的相关系数达到了0.01极显著性检验水平;纤维素、总氮含量与高光谱特征参数的相关系数没有达到显著性检验水平.因此,可以利用相关系数达到了0.01极显著性检验水平的高光谱特征参数建立樟树幼林生物化学参数的高光谱遥感估算模型.

福建将乐林场主要树种冠层光谱反射特征分析

【目的】对福建将乐林场主要树种的冠层光谱曲线进行分析,以建立和完善该地区森林树种光谱数据库,并对利用高光谱数据研究森林树种分类提供理论和技术支持。【方法】对实测的林场内5个主要树种（马尾松、杉木、毛竹、木荷和苦槠栲）的平均冠层反射光谱曲线,采用导数光谱、红边特征及将冠层光谱曲线转化到频率域的离散傅里叶变换方法进行分析,比较各树种冠层光谱曲线在空间和频率域上的差别。【结果】在可见光波段（480-700nm）,毛竹和苦槠栲的冠层反射率高于其他树种;在近红外波段（720-920nm）,苦槠栲、木荷、毛竹的冠层反射率明显高于马尾松和杉木,且苦槠栲〉木荷〉毛竹。一阶导数光谱对植被类型有很好的区分作用,可以将植被在可见光波段附近吸收谷的特征和在近红外波段的红边特征进行突出显示。冠层光谱的红边特征参数表现为木荷和苦槠栲的光谱曲线红边斜率较大,明显高于马尾松、杉木和毛竹;毛竹的红边位置明显低于其他树种。对树种冠层光谱的频谱分析结果得出,冠层光谱前12次谐波能量累计达到99%,原始光谱曲线冠层光谱在频域上也有可分性,前4次谐波的幅度谱可以将苦槠栲、木荷和毛竹区分出来。【结论】不同树种的光谱曲线在空间域和频率域都存在明显的差别,光谱曲线的红边参数和冠层光谱在频率域的幅度谱有助于定量化地区分不同的树种类型。

不同过滤条件下黄色物质的吸收光谱演化特征分析

在实验室对青岛近岸现场水样进行处理、分析,获得了原始状态下水样和被过滤(0.22μm,0.45μm)黄色物质水样的吸收光谱数据,除进一步验证了黄色物质光谱分布模式外,还测得黄色物质光吸收随滤膜孔径的变化。30个现场样品在波长380nm处吸收系数统计平均值Ay(380)分析表明,当使用0.45μm过滤器对水样进行处理,所获得的Ay(380)值要比未经过处理的现场水样所测得的Ay(380)值高约2.1%;而用0.22μm过滤器对现场水样进行处理,所获得的Ay(380)值要比未经过处理的现场样品所测得的Ay(380)值高约12.6%,要比用0.45μm过滤器处理的现场样品所测得的Ay(380)值高约10.3%,这些数据的获得为现有已获黄色物质数据的"归一化"和统一评判以及未来黄色物质测量数据的准确性判断与比较提供了参考。

波浪模拟系统中规则波特征参数的提取方法研究

主动吸波技术是波浪模拟系统中的新技术,其中入射流特征参数的及时提取是一个关键问题。本文从基本的离散Fourier变换出发,建立了规则波特征参数的快速识别方法,并讨论了该方法的适用范围。大量仿真及实验表明,该方法是有效、可行的。

基于光电容积脉搏波的呼吸频率监测

目的呼吸频率是人体生理信息监测中一个重要的生理指标,做好呼吸频率的监测对于一些疾病的及时诊疗有重大意义。光电容积脉搏波中包含许多生理信息,而本研究即从光电容积脉搏波中提取呼吸频率。方法首先识别出光电容积脉搏波,提取出脉搏波的包络、间隔、幅度、面积信号4个特征参数,并利用三次样条插值和频谱分析从中提取各自对应的频率,采用加权平均得到最终的呼吸频率,并将本文提取的呼吸频率同给定的标准呼吸频率进行对比。结果在时域和频域具有较好的相关性,并且不同数据多次测量的统计结果显示测量误差较小。结论本方法能有效地从光电容积脉搏中提取呼吸频率,且计算简单,为实现呼吸频率的实时、连续、无创监测提供了一定的理论依据。

特高压直流干式平波电抗器多谐波特征参量测试技术及应用

特高压直流(UHVDC)干式平波电抗器的谐波特征参量直接影响着它的安全稳定运行。为准确测量平波电抗器各次谐波特征参量,从而评估它的性能,通过理论及仿真分析,验证了小电流下的等效测量原理并获得了平波电抗器在双12脉动换流工况下的谐波电流频谱;提出了多谐波特征参量测量系统,并开展了±800 k V特高压平波电抗器特征参量的实测研究。结果表明:电压和电流准确度为0.03%、功率因数角准确度为0.05%时,在95%置信水平下谐波电抗测量不确定度为0.11%,提出的系统能够准备测量平波电抗器特征参量。研究结果可为特高压直流平波电抗器产品设计、性能考核和评估提供方法和指导依据。

多米尼加琥珀

多米尼加不仅是琥珀的主要产地之一,而且是琥珀含生物化石种类最多的产地之一。采用常规的宝石学测试方法,并配合傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差热分析等现代测试仪器,对多米尼加琥珀的宝石学特征以及红外吸收光谱、微尺度结构、差热分析曲线等特征进行了分析,并与国内外其它产地琥珀的特征进行了比较研究。结果表明,多米尼加琥珀的颜色较其它产地的丰富,质地较干净;不同产地的琥珀虽具有同样的地质年代,但由于聚合化程度不同,其红外吸收光谱峰的位置和强度存有差异。

基于短波红外的土壤黏土矿物高岭石含量定量建模

土壤中黏土矿物高岭石的含量在地质找矿和环境治理方面有重要意义。对研究区土壤样品的短波红外反射特性进行了分析,通过连续统去除量化计算了光谱吸收特征参数,对比分析并检验高岭石含量与光谱吸收位置、深度、宽度和面积建立的线性方程以及与整个光谱区间(1 300 nm～2 500 nm)反射率建立的多元逐步线性回归方程,确定最优高岭石预测方程,其回归效果显著,预测精度较高。

多重分形谱在中医数字化舌象苔质分析中的应用

目的:将简单分形维数应用于数字化舌象苔质纹理特征分析虽可为中医舌象客观化分析提供数理性依据,但其对细节性描述有所欠缺,因此可进一步采用数字化舌象多重分形谱特征参数实现舌苔厚薄、腐腻等特征的分类识别加以完善。方法:本研究在现阶段数字化舌象苔质分析的研究基础上,阐述了常用图像模式识别算法及其主要特点;并充分利用多重分形特征量描述信息的全面性、稳定性等优点,通过分析向后传播(Back Propagation,BP)神经网络层次结构,设计和训练数字化舌象苔质特征自动识别分类器。结果:将数字化舌象多重分形谱特征参数作为BP神经网络模式识别的输入向量,通过采用不同均衡度的测试样本数据验证了该分类器具有良好的稳定性。结论:数字化舌象多重分形谱特征参数可作为舌苔厚薄、腐腻等特征识别分类领域内高效的数理性依据。

竖向地震标准设计反应谱曲线研究

本文从171次地震3462组三分量地震记录中选出设防烈度7度及7度以上的数据,从定量的角度研究竖向地震标准设计反应谱曲线。基于实震记录转化的竖向地震反应谱曲线,采用三种方法进行标准曲线拟合,分析地面运动强度、震级、震中距对特征参数取值的影响。经不同拟合方法的对比分析,综合考虑各个因素的作用,最终给出特征参数的建议取值,为现行抗震规范的修订提供依据。

三塔悬索桥的抗震性能研究

利用有限元软件MIDAS建立模型,针对三塔悬索桥结构的复杂性和结构特点,围绕结构不同的特征参数进行了反应谱分析,得出的结论为多塔悬索桥的抗震设计提供参考。

基于频谱分析的相参特征建模与提取方法

增加新的特征参数是提高雷达辐射源信号分选识别率的有效手段。相参是新体制雷达辐射源的重要特性,在现有特征参数的基础上,增加相参特征用于信号分选,对降低当前信号分选"漏警"、"虚警"概率极具价值。在分析新体制雷达辐射源相参特征的基础上,对侦察到的脉冲流进行了信号重构,利用频谱分析的方法,提取了重构信号的频谱主峰图像,理论分析与仿真实验均表明,重构信号的频谱主峰图像就是相参特征的表现形式之一,而且该特征具有对信噪比和参数改变不敏感的稳定性。

油砂波谱专题数据库的设计与开发

为建立并进一步完善油砂波谱专题数据库,采用C#语言与SQL Server2008数据库设计并开发了油砂波谱专题数据库,实现了对海量油砂波谱的数据管理,同时将在青海野外采集的90组油砂波谱数据用于数据库测试,可实现对波谱吸收特征参数即吸收波段波长位置、深度、宽度、斜率、面积和对称度进行用户自定义分析;同时也可对未知实测油砂波谱曲线与已知油砂波谱库曲线进行匹配,并得到相匹配的相关系数,达到了数据库的设计要求。