多峰拟合模型分解平行反应的落叶松腐殖质热解动力学研究

腐殖质是森林地下火阴燃的主要对象,分析其热解特性、计算动力学参数,对于预测和扑灭地下火有重要的理论意义。本研究以落叶松林地的腐殖质为研究对象,利用热重分析仪进行3种升温速率下的热解试验,针对试验数据的动力学参数计算提出一种多峰拟合模型。模型基于失重速率和加速率曲线获得特征点,在特征点计算拟合峰,每条曲线得到4个拟合峰,利用其计算动力学参数。结果显示:拟合峰Ⅰ的活化能较低,对应DTG曲线第一个峰部;拟合峰Ⅱ、Ⅲ的活化能处于中等水平,对应DTG曲线的第一个肩部和第二个峰部;拟合峰Ⅳ的活化能最高,对应DTG曲线的最后一个肩部。模型的参数计算结果与Gorbatchev积分法计算的动力学参数区间吻合。对模型进行残差和拟合优度检验,拟合检验(F检验)的P<0.0001,均方根误差RMSE<0.005,拟合优度R2≥0.99。检验结果表明,多峰拟合模型能有效地分解腐殖质热解的子反应并计算动力学参数值,具有一定的理论意义和实践指导价值。

一种基于多峰拟合的相位相关扩展方法

鉴于相位相关配准法具有较强的抗光照干扰能力,提出一种扩展的相位相关法,根据相位相关函数峰值的分布特性,利用多峰拟合的方法获得亚像素级的配准结果。实验结果表明,该方法克服了传统相位相关法只能达到整像素配准精度的缺点,并具有较强的鲁棒性和较高的效率。

基于多峰拟合的直线电机动子位置精密测量方法

为满足直线电机动子位置的高精度测量要求,提出一种基于多峰拟合相位相关算法的直线电机动子位置精密测量方法。通过直线电机动子上的高速相机采集相邻栅栏图像;采用相位相关算法得到相邻栅栏图像的相位相关函数;根据相位相关频谱的峰值分布特性,采用多峰拟合获得相邻栅栏图像的亚像素位移值;根据测量系统标定系数,进而获得直线电机动子位置的精确位置。实验结果表明,该亚像素测量方法用于直线电机动子位置检测能达到精密定位,测量精度为1/100 pixel,且具有较强的鲁棒性和较高的实时性。

高斯多峰拟合在径向分布函数中的应用

利用同步辐射X射线散射法测定了盐水摩尔比分别为1∶30和1∶14的Rb2SO4和Cs2SO4的水溶液结构.通过对散射数据的处理,获得了两种溶液的径向分布函数.采用多峰拟合中的Gaussian法对径向分布函数中金属离子第一水合层附近的叠加峰进行了处理,多峰拟合结果与实验结果吻合得很好.通过将拟合数据与已报道的溶液结构和晶体结构对比分析,确定了每个拟合峰的归属.多峰拟合结果分析表明,Rb+和Cs+第一水合层配位数为6,为变形的八面体构型.两种溶液中都存在着金属离子和硫酸根离子接触离子对:Rb—S和Cs—S的特征距离分别为0.407和0.427nm.研究证实,多峰拟合有助于阐述溶液中离子的水合结构.

基于高斯多峰拟合与直方图规定化的红外图像增强

为提高红外图像清晰度,提出一种基于高斯多峰拟合和直方图规定化的红外图像增强算法。首先对图像直方图进行平滑处理,通过求导获得直方图波峰数目,对直方图进行高斯多峰拟合,并通过BML映射规则获得规定化图像。为补偿丢失的弱边缘信息,采用四方向Sobel算子获得原图的梯度,利用梯度对规定化图像进行锐化以增强图像轮廓细节。实验表明,经过该算法处理的红外图像,可识别度和层次感都明显优于传统算法,使红外图像视觉效果得到很大的改善。

吸收峰混叠的太赫兹光谱区间组合特征提取算法

太赫兹光谱是物质识别的前沿方法之一。由于不同物质的分子组成或结构各异,许多物质的太赫兹吸收谱会在特定频率上出现吸收峰,可以作为混合物成分检测的重要特征。有效准确地提取这些吸收峰的参数,是提高识别率的关键。多峰拟合算法将光谱曲线拟合成若干个标准峰函数之和,能够同时提取到吸收峰的频率、峰高、峰宽等信息。但是该算法以寻峰算法结果为基础确定吸收峰的大致位置和数量,寻峰结果不一定是最优的拟合结果,而且很难准确识别定位混叠状态的吸收峰。为了提高混叠光谱中吸收峰的识别定位精度,提出以大幅度平滑后的曲线波谷为分界点,将预处理后的光谱分成若干个子区间。然后将子区间组合起来进行多峰拟合,通过遗传算法得到最优的拟合子区间组合和吸收峰频率近似值,拟合时每个子区间中通过峰数递增最优化方法确定拟合的吸收峰数,最后微调优化得到最优的吸收峰频率、峰高值。为了实现物质的识别,通过密度聚类算法得到同一类纯净物在多次测量中的共同吸收峰,以此作为标准数据,通过提出的基于吸收峰特征的光谱匹配算法实现了纯净物和不同含量混合物的快速识别。对10类纯净物的实际光谱数据进行拟合聚类,得到其吸收峰参数,结果与太赫兹光谱数据库一致。通过识别算法对纯净物测试集进行识别的识别率为100%,证明了特征提取和物质识别算法的有效性。对于含有混叠峰的混合物光谱,二阶导数法对葡萄糖-乳糖混合物光谱中被掩盖吸收峰(1.280 THz)的识别率仅为70%,提取到的频率平均值为1.316 THz;而该算法提高识别率至95%,频率平均值为1.281 THz,该算法提高了对混叠峰的分辨能力,能够精确定位混叠峰。对10类纯净物构成的6类不同程度混叠的二元混合物前二、三识别率分别达到90.8%和98.3%,提取到的特征能够有效应用于混合物的成分检测。该算法能够以纯净物数据为标准数据实现成分各异的混合物成分检测,对于太赫兹光谱混合物成分检测有重要意义。

一种冲击噪声下相干分布源多峰DOA估计方法

针对现有相干分布源波达方向(Direction Of Arrival,DOA)估计方法计算量大、抗冲击噪声能力弱和不能有效去相干等难题,本文提出了一种冲击噪声下相干分布源多峰DOA估计方法,并推导了冲击噪声下相干分布源DOA估计的克拉美罗界.为了实现冲击噪声下相干分布源DOA估计,采用加权范数协方差抑制冲击噪声,进而首次推导出多峰加权信号子空间拟合方程,并设计了一种多峰量子秃鹰算法快速无量化误差求解.仿真结果表明,所提方法在冲击噪声下能够以较小的快拍数实现相干分布源DOA估计,且无需额外的解相干操作即可有效去相干.与一些已有的高精度DOA估计方法相比,所提方法仿真时间明显缩短,且具有更高的估计精度和估计成功概率,突破了已有相干分布源DOA估计方法的应用局限,可推广应用于其他复杂的DOA估计问题中.

微差爆破振动波速度峰值-位移分布特征的延时控制

为了通过振动波传播规律研究微差爆破延时控制,改善爆破振动和提高爆炸能利用,选取普通雷管和澳瑞凯高精度雷管进行不同段别延期起爆对比实验,试爆过程对振动波测振。基于振动波函数优化理论基础,对实测数据和波状谱处理分析,总结了不同微差时间下振动波传播规律及速度峰值、主频、频带能量、总能量等变化特征,根据该特征发现振动波速度图谱和该速度积分所得位移图谱中两者最大值对应时间点相同。依据此速度峰值-振动位移分布特征,对某实测简单振动波进行高斯多峰拟合,结果表明:该波段能量最大化时间点为60ms左右,振动最小的时间点为25ms左右。

光纤耦合的亚像元图像超分辨率重建

光纤耦合图像之间存在亚像元级位移问题,为此,提出一种基于图像互补信息的超分辨率重建算法。采用传统相位相关法进行整像元级配准,通过拟合多个谱峰值进行亚像元级配准,利用待插值点周围的4条B样条曲线实现图像插值融合。实验结果表明,该算法能提高图像空间分辨率,且复杂度较低、重建图像质量较好。

北方番茄日光温室温度传感器布设位置研究

为提高温室环境监测的精准性,降低环境感知成本,设计了多点环境监测系统。针对秋冬季温室温度管理难度大导致的番茄病害率增加等现象,对山东省番茄温室内的温度进行持续监测,依据实测数据选用高斯函数对温室温度的日变化曲线进行最小二乘多峰拟合,将离散的数据点转化为连续的高斯函数,通过积分比较得到番茄各生长周期的最佳监测位置。结果表明,以高斯函数为目标对温室温度进行多峰拟合分析,效果较显著,最小决定系数为0.919;番茄苗期与开花坐果期,监测点N_(15)、N_(10)与温室平均温度之间温度曲线积分面积的绝对差最小,因此该生长时期的最佳监测点为N_(15)和N_(10);番茄结果期,N_(10)和N3监测点所在位置最接近温室整体平均变化水平,为该周期的最佳监测位置。综上,在番茄不同生长周期中,温室中部监测点N_(10)更能代表温室整体水平,该方法为温室环境精准监测奠定了基础。

多峰孔径分布拟合模型在页岩孔隙结构分析中的应用

孔径分布(Pore Size Distribution,PSD)作为孔隙结构的重要表征,对页岩的渗流及储气能力具有重要影响。采用数学表达式来拟合页岩孔径分布,能以数学形式刻画孔隙结构,还能为建立渗流和储量计算模型提供孔隙结构信息。首先介绍了多峰孔径分布拟合模型的理论依据和建模过程,其次选取6个页岩岩样,应用模型分析了采用压汞法和氮气吸附法实验获得的孔径分布结果,拟合了孔径分布函数f(r)并预测了累计孔隙体积v(r)。针对拟合得到的页岩孔径分布规律与实验结果做了对比,提出了该模型预测页岩渗流和储气能力的应用方法。研究发现,氮气吸附比压汞实验的f(r)更接近正态分布,应用模型的拟合度较高。通过分析基于多峰拟合孔径分布函数f_M(r)预测的累计孔隙体积v(r),发现脆性矿物含量越高,中孔越发育;TOC含量越高,黏土含量越低,微孔越发育。

油茶象幼虫虫龄的划分

【目的】油茶象Curculio chinensis Chevrolat是我国特有木本油料树种——油茶Camellia meiocarpa的专性蛀果害虫,常导致大量落果。幼虫准确分龄是其生物学、生态学及防控研究的基础,但对钻蛀性昆虫来说,这非常困难。本研究旨在明确研究样地油茶象幼虫龄数及各龄形态指标极差,试图探讨确定钻蛀性昆虫龄数及合理划分虫龄的可靠方法。【方法】收集了1 253头不同发育阶段的幼虫,测量头壳宽、头壳长和上颚宽3个形态指标,用多峰拟合分析频次分布资料,结合戴氏法则判断幼虫龄数。以正态曲线交点作为相邻虫龄分界点,计算各龄幼虫测量指标的平均值、极差、增长率及误判率。【结果】头壳宽、头壳长和上颚宽频次分布多峰拟合均呈显著的5个正态峰（P〈0.01）,对应5个虫龄;头壳宽、头壳长和上颚宽3个形态指标均以对3龄幼虫的误判率最大,分别为6.04%,7.03%和6.51%,而对其他虫龄误判率均小于5%,提示3个形态指标均可作为油茶象虫龄划分的可靠依据,以头壳宽最佳。各龄幼虫头壳宽、头壳长及上颚宽增长率依次为1.41~1.54,1.43~1.61及1.44~1.64,基本恒定,其平均值的自然对数与虫龄均呈极显著线性正相关（P〈0.01）,油茶象幼虫头壳生长呈间断性几何级数增长,符合戴氏法则。【结论】油茶象幼虫具5个虫龄,不同于前人报道的仅4个虫龄;多峰拟合可用于确定钻蛀性昆虫或野外种群的龄数,特别是为相邻虫龄形态指标重叠区虫龄划分提供有效方法。

负偏压对含氢类金刚石薄膜性能的影响

为了解决类金刚石(DLC)薄膜与金属基材间的界面结合强度问题,本研究采用直流等离子体增强化学气相沉积(DC-PECVD)技术,以等时长、不同偏压条件在45钢基材上沉积复合DLC薄膜。采用扫描电镜、原子力显微镜观察薄膜形貌;采用拉曼光谱仪分析薄膜成分;采用涂层附着力自动划痕仪测定膜基结合强度。结果表明:制备偏压从-600 V~-1200 V变化时,复合DLC薄膜表面粗糙度增大,薄膜总厚度增加,总膜厚最大为16.3μm;氢含量降低,石墨相对含量增加,过渡层DLC与顶层DLC膜间的结构成分差异减小。在等时长沉积条件下,随着制备负偏压的增加,复合DLC薄膜残余应力增大,结合力减小,结合力最大为54.5 N左右。顶层DLC膜制备偏压为-600 V~-800 V时综合性能较优。

拉曼光谱退偏度实验数据处理方法改进

针对CCl4拉曼光谱退偏度实验中实验值与理论值间存在偏差较大的问题,提出了利用专业的数据处理软件扣除本底噪声,以提高实验结果的可靠性。分别采用多峰拟合和单峰拟合的方法扣除拉曼光谱的本底,计算分析了退偏度与理论值的偏差。结果表明:多峰拟合时,扣除的是斯托克斯或反斯托克斯3个峰的共同本底,忽略瑞利散射峰对其附近拉曼散射峰影响大的因素,单峰拟合扣除的是每一个拉曼散射峰的本底,使得单峰拟合的光谱强度与实际更接近,退偏度与理论值偏差最小。

舒曼谐振的数据处理方法及其应用研究

舒曼谐振(Schumann resonance,SR)信号淹没于非常强的环境噪声数据中,影响了常规处理方法的性能。为了从观测数据中可靠地提取微弱的SR信号,先对实际的SR观测数据进行奇异值分解(singular value decomposition,SVD)滤波,再利用常规算法提取参数,分析了观测站处的闪电源分布、参数日变化规律以及一起太阳耀斑事件对应的参数变化。结果证明,经过SVD滤波后得到的估计结果能更好地反映SR参数的变化规律,极大地提高了常规方法的可靠性。

女性尿液荧光光谱学特性及机理分析

为了研究健康中青年女性尿液荧光光谱的差异,采用SP-3558多功能光谱测量系统对200nm～390nm紫外光激发的20岁～55岁女性尿液进行测量,并运用多种软件对光谱数据进行多峰拟合处理和理论分析,得到了健康女性尿液荧光光谱的特性和产生机理。结果表明,紫外光激发女性晨尿产生的较强荧光光谱,主要是由尿液中的肾脏代谢的中间物质氧化型烟酰胺腺嘌呤核苷酸(nicotinamide ade-nine nucleotide,NAD^+)、核黄素、粪卟啉3种物质产生,其对应的中心波长分别为458nm,520nm,612nm和674nm,后两者均是由粪卟啉产生的;随着年龄的增大,肾脏代谢功能下降,导致其尿样中肾脏代谢的中间物质NAD^+的含量增加,从而使458nm谱峰强度明显增强。

用光谱法测量HL-2A中性束注入器离子束成分

在HL-2A中性束试验平台上,利用多普勒频移光谱方法测量了离子源引出离子流的各组成成分及其随弧流的变化情况。在数据分析中提出了遗传算法(GA)和L-M优化算法相结合进行光谱拟合的方法。结果表明,当束能量为30keV、弧流为340A时,离子流中各组分之比+++J H:JH2:J H3=0.57:0.36:0.07。当弧流从90A增加到350A时,H+百分比从45%增加到57%,而则从17%降到7%。

液态纯牛奶的3维荧光光谱特性与成分分析

为了能够快速检测牛奶质量问题,采用3维荧光光谱和多峰拟合成分的方法,对纯牛奶的3维荧光光谱的特征及其主要成分进行了分析研究。结果表明,激发光谱在250nm～310nm范围,最佳激发波长在290nm附近;发射光谱主要在285nm～500nm,具有较强的荧光,荧光峰在330nm附近。液态纯牛奶的荧光光谱主要由5个谱峰(Ⅰ～Ⅴ)组成,其中峰Ⅰ是乳糖影响下部分蛋白质的荧光、峰Ⅱ为脂肪和VE共同产生的、峰Ⅲ为蛋白质直接所为、峰Ⅳ是其它成分影响下的蛋白质的荧光、峰V是VA,VB_1和VB_6等微量元素共同产生的。研究结果可为液态纯牛奶的荧光光谱检测技术研究提供实验和理论依据。

主题型文化旅游区的阶段性演进及其驱动机制——以无锡灵山景区为例

综合运用Tramo/Seats季节调整方法和多峰拟合方法,分析了无锡灵山景区1998-2009年游客变化的阶段性及波动特征。结果显示:①灵山景区游客演变具有明显的阶段性,其演进过程经过初步开发期、提升发展期后,现在正处在成熟发展期;②主题型文化旅游区的阶段性演化是其生命周期重要组成部分,在长尺度上表现为趋势的分段而在小尺度上表现为波动结构变化;③文化资源、市场需求、旅游投资和产品升级等因素是主题型文化旅游区阶段性演变的重要动力因素。进而基于旅游地生命周期理论,构建了主题型文化旅游区发展演化的理论模型,将主题型文化旅游区的生命周期分为探索起步期、充实发展期、快速发展期、平稳发展期和后续发展期(衰亡或复兴)5个阶段。旅游区演化受多种要素的影响,各动力因素的相互作用及阶段性转换构成了主题型文化旅游区演化的动力,并导致旅游区阶段性演化和波动性成长。通过不断强化文化特色,增强文化驱动力,培育文化旅游区发展的整体动力,形成多元驱动的旅游区成长机制,可促进主题型文化旅游区的可持续发展。

基于LS-DYNA台阶微差爆破最佳延期时间的降振控制

为探究不同延期时间对台阶爆破振动的影响,在总结分析国内外有关研究基础上,运用动力有限元软件LS-DYNA进行台阶微差爆破数值模拟.爆破模型采用双孔柱状耦合装药的0、17、25、42 ms四种不同延期时间起爆方式,模拟过程中在临近爆破台阶的下个台阶面上选取3个监测点,采集4种延期起爆合成速度时间曲线.通过观测曲线发现,当延期时间为25 ms时,合成速度峰值最小、降振最为明显;而坡脚处峰值速度最大,说明出现应力集中现象.同时实地进行单孔爆破测振实验,依据谷峰时速分布特征,对某实测简单振动波进行Gaussian多峰拟合,发现该振动波最小合成速度出现时间点为t=25 ms左右.