基于环形阵列的空间滤波器结构损伤扫描监测方法研究

本文提出了一种基于环形阵列的空间滤波器结构损伤扫描监测方法,在结构中央布置环形压电传感器阵列实现对结构的全方位扫描监测,消除了主动Lamb波空间滤波器监测方法中盲区及远场对监测效果的影响。环形阵列由直径方向不同角度的4个线阵组成,每个线阵采用主动Lamb波空间滤波监测方法对结构损伤进行监测、成像,各阵列成像结果通过PCA-小波变换进行融合对损伤位置进行判别,从而实现结构全方位损伤扫描监测,消除单个阵列损伤监测的盲区、远场及虚假成像等影响,进而获得更加准确的损伤监测结果。通过实验研究,验证了该方法的有效性和实用性。

基于空间滤波器的三明治装甲复合材料结构损伤监测研究

三明治装甲复合材料因其大厚度多层多种复合材料结构导致难以准确获得Lamb波在结构中的传播速度,给损伤监测的准确性带来较大难度,而基于空间滤波器的结构健康监测技术能够在不依赖Lamb波传播速度的情况下进行损伤定位。基于此,利用空间滤波器损伤定位的方法,针对由氧化铝陶瓷,T700碳纤维,TC4钛合金3种材料构成的5 mm厚度的三明治装甲复合材料,在表面布置两组压电传感器阵列获得损伤相对于传感器阵列的角度,再利用公式计算出损伤位置。实验结果表明,该方法能够实现对5 mm厚度的三明治装甲复合材料进行损伤定位,且定位误差在1 cm以内。

基于空间滤波器组典型相关分析的SSVEP信号处理

稳态视觉诱发电位(Steady-State Visual Evoked Potential,SSVEP)作为一种特征较为明显的脑电信号,有着训练迅速、数据集要求少、分类准确率高等优点,近年来广受关注。SSVEP信号采集的过程中会受到环境、设备、人工操作等因素的影响,因此模型对不同信噪比信号的稳定性显得尤为重要。本文提出一种空间滤波器组典型相关分析模型,在原始信号、人工合成信号、平均特征信号三者之间提取四种空间滤波器用于后续分类,并将该模型与另外四种模型在不同信噪比情况下进行对比分析。六组低信噪比数据集为采集数据、六组高信噪比数据集为清华数据集,实验证明该模型在使用高低信噪比数据时均有优秀的分类性能,最高可达99.24%,且对不同数据长度有较高鲁棒性,同时信息传递速率(Information Translate Rate,ITR)最高可达105.1bits/min。

运动想象脑电空间滤波器选择方法研究

共空域模式(CSP)在运动想象脑电特征提取中得到了广泛的应用。由于空间滤波器的选择对CSP方法的性能具有较大的影响,而传统CSP方法人工选择的空间滤波器存在次优问题。因此,针对该问题,提出了六种空间滤波器自适应选择方法。首先,基于CSP方法得到完整的空间滤波器矩阵(特征向量矩阵),并对空间投影后的脑电信号使用对数方差提取出所有特征。其次,由于特征与空间滤波器一一对应,因此可基于特征选择提出六种空间滤波器选择方法来实现空间滤波器的判别选择,分别为最小绝对值收缩和选择算子(LASSO)、log函数非凸模型(LOG)、带平滑削边绝对偏离(SCAD)、方差(VAR)、皮尔逊相关系数(PCC)和Relief。最后,基于最优空间滤波器对脑电数据进行空间投影、特征提取和分类。使用支持向量机(SVM)、Fisher线性判别分析(FLDA)、贝叶斯线性判别分析(BLDA)、K最近邻(KNN)、朴素贝叶斯(NB)和逻辑回归(LR)六种分类器进行预测分类,验证六种空间滤波器选择方法的有效性。在两个运动想象脑电数据集上,所提出的方法分别取得了77.02%和73.03%的最高平均分类准确率。实验结果表明,所提方法的分类效果优于传统CSP方法,能够自适应选择出被试特异的最优空间滤波器及显著判别特征,具有较好的普适性。

空间滤波器阵列结构优化设计

给出了新型大型激光装置阵列化空间滤波器结构优化设计。对大口径阵列化光束超长程传输、光路控制、光束质量控制,以及支撑稳定性、震动隔离、离轴调节等关键技术进行了分析研究,对物理方案和参数进行分解。运用Pro/E软件建立阵列化空间滤波器三维实体模型,给出了阵列化空间滤波器的总体结构解决方案。对关键部件和技术指标进行了详细分析,采取了新颖的结构和相应的技术措施;运用ANSYS分析软件对结构刚性、强度、振型等指标进行分析,通过有限元仿真与CAD环境的双向嵌入优化结构;为给装置结构的适应性找到可靠的评估依据,对影响稳定性较大的器件和单元进行了微振动测试和分析。理论分析和测试结果表明,该方案达到了优化设计,是可行的。

神光Ⅱ装置中空间滤波器系统的稳定性设计与分析

考虑到空间滤波器系统在激光装置中的稳定性要求,分析了影响稳定性的各种因素。对现行装置中的SF4空间滤波器系统进行振动模态测试,初步确定系统的工作状况,并结合振动理论明确系统稳定性的设计参数。利用有限元软件ANSYS对空间滤波器系统及相关的设计进行仿真验证计算。结果表明:SF4系统的一阶固有频率达到83 Hz,与实验结果相符合,满足系统稳定性的要求;在系统中引入支撑不但能有效增加系统的刚度,同时能转移系统的振型;系统基础支撑平台的选择要求平台独立,并且选择较低的高度以便于控制上层光学元件的变形;在系统中的引入波纹管这种弹性连接,能降低系统变形量,并且通过改变波纹管的厚度能实现连接刚度的改变。上述设计可在神光装置其它系统结构中应用。

高能飞秒激光系统中空间滤波器的研究和设计

由于透镜传输时间延迟效应(PTD),飞秒激光脉冲经过空间滤波器产生脉冲波前变形。讨论了用双胶合透镜或双分离透镜代替空间滤波器中的单透镜,以消除或减小PTD效应,设计了适用于飞秒激光装置的空间滤波器。

高精度干涉仪针孔空间滤波器研制

应用于高重复频率、高功率193 nm准分子激光器会聚光路中的针孔空间滤波器,除了需要考虑它的材料加工难易、厚度、针孔尺寸等因素外,还需考虑材料抗激光损伤特性。本文利用激光损伤理论中一维热流模型对无限厚和有限厚不同金属样品在高峰值功率193 nm准分子激光器照射下的损伤阈值进行了分析。结果表明:铝材料在厚度为1.2μm处比其它金属的损伤阈值高,可达1.16×1010W/cm2,且材料易于加工。利用聚焦离子束技术加工了航空铝材料样品,得到了厚度为1.2和1.5μm的针孔空间滤波器样品。扫描电镜观察其具有较好圆度和内壁粗糙度,基本满足剪切干涉仪对针孔空间滤波器的需求。

基于Fibonacci序列准周期结构的小角度低通空间滤波器

利用常规材料构造了Fibonacci序列准周期结构,运用传输矩阵法研究了该结构的空间传输特性,并基于该结构优良的空间传输特性设计了小角度低通空间滤波器.数值模拟结果表明,该小角度空间滤波器的角域带宽可通过改变序列的结构类型和序列数来调谐,其调谐规律为:随着Fibonacci序列F(m,1)中m值的增加,对应空间滤波器的角域带宽减小;随着序列数的增大,对应角域带宽也减小.在调谐的基础上,还可通过改变构成准周期结构的介质折射率参量来精确调节其角域带宽.相比于基于超材料的小角度空间滤波器而言,基于Fibonacci序列的小角度空间滤波器制备更简单,且有望应用于新一代的高功率激光系统中.

脑-机接口中时变公共空间滤波器的研究

为了提高分类识别率,提出了一种新的公共空间算法—时变空间滤波算法。该算法中,公共空间滤波器的值不再是常数,而将随着时间而变化,它能够有效提高任务的识别率。首先给出公共空间模型的数学公式,然后进行时变公共空间滤波器的数学求解,试验结果表明时变公共空间滤波器在BCI的实用性,能够达到很好的识别效果。

高斯光束在受限空间滤波器中传输的快速分析

根据矩形函数可以展开为有限复高斯函数之和的方法,从柯林斯衍射积分公式出发,对高斯光束通过受限空间滤波器传输特性进行分析,得到了相应的近似解析式。利用 Matlab 对其解析式进行数值模拟,得出一组直观的结果。通过比较这些结果可以看出透镜的有限尺寸对光束传输的影响,以及空间滤波器的滤波小孔在传输中具有明显作用。

强激光束在柱面镜空间滤波器中的传输特性

为了解决空间滤波器滤波针孔堵孔问题,提出了一种新型柱面镜空间滤波器,新型柱面镜空间滤波器由柱面镜和狭缝构成。利用线性传输理论,对高功率激光束在新型柱面镜空间滤波器中的传输特性进行了数值模拟。结果表明:新型柱面镜空间滤波器的焦斑面积比传统滤波器大,而焦斑功率密度较小;新型柱面镜空间滤波器的滤波效果与传统滤波器相同,近场均匀性也相同。因此新型柱面镜空间滤波器能够抑制空间滤波器堵孔效应,可以缩短空间滤波器系统透镜焦距,从而提高功率装置的整体性价比。由此,采用新型柱面镜空间滤波器替换传统球面镜空间滤波器具有可行性。

矩形空间滤波器的SFV空间滤波特性

从数学角度对矩形空间滤波器的窄带通空间滤波特性进行了研究。以空间滤波测速法(SFV)为基础,对矩形空间滤波器的滤波特性、滤波器的关键参数选择进行了研究,介绍了空间滤波测速的原理和特性,并从数学角度对图像光强分布的空间滤波效应进行了介绍;通过研究矩形空间滤波器的功率谱密度函数,对影响空间滤波特性的影响因素进行了讨论,包括窗口区域的尺寸和形状以及狭缝个数等。分析结果对于优化空间滤波器的参数设计从而提高测速精度来说具有较强的理论指导意义。

线性空间滤波器在遥感图像中的应用及实现

为了改善影像质量,加强图像判读和识别效果,利用线性空间滤波器在MATLAB的平台上对遥感图像进行图像增强。本文采用了两种拉普拉斯滤波器进行图像增强及其比较。实验表明:线性空间滤波是一种有效的影像增强方法.所得结果能很好地改善遥感图像的影像质量及视觉效果,采用考虑对角元素的空间滤波器要比只考虑上下左右元素的空间滤波器效果更加清晰。并且其算法简单易操作。该成果体现了线性空间滤波器在遥感图形处理技术中的实用价值及意义。

高斯光束通过失调空间滤波器的传输特性

采用矩阵分解的方法,从柯林斯衍射积分公式出发,对高斯光束通过失调空间滤波器的传输特性进行了分析,得到了相应的解析式。通过对解析式的模拟,得出了直观的结果,并对模拟结果进行了分析。

二维傅里叶变换及其在红外系统分析中的应用 第二讲 空间滤波器的分析

１空间滤波器的物理意义除正在发展的焦平面凝视热象仪外，红外系统大多是光电扫描系统，进行扫描的可以是红外探测器本身，也可以是探测器前面的调制盘，这些部件一般具有采样、调制、目标位置信息编码、空间滤波等功能。红外系统为了抑制背景，突出目标，一般都采用尽可...

具有缺陷的一维光子晶体空间滤波器

具有缺陷的一维光子晶体结构中,群速度延迟在缺陷模处会发生突变,从而共振隧穿的光波会发生大的测向位移。将具有多个缺陷的一维光子晶体作为色散元件,设计了能够将两通道和三通道滤光片在斜入射条件下进行波长空间分离的空间滤波器。该空间滤波器具有制备简单、能够同时进行多路空间滤波的特点。

空间滤波器的输出及其在激光聚焦系统中的应用

本文应用频谱分析理论对空间滤波器的输出特性进行了简略的分析,并讨论了把空间滤波器应用于激光聚焦系统时将提高激光聚焦系统的聚焦能力的问题。文中还介绍了利用激光束径向强度分布测量装置对空间滤波器的输出及其应用于激光聚焦系统中的作用的测试结果。

高斯光束通过多级空间滤波器系统的传输方程

以Collins衍射积分公式为基础,利用A0CD矩阵分解与物理实现的技巧,以及将硬边光阑窗口函数展开为有限个复高斯函数之和的方法,推导出了高斯光束通过多级空间滤波器系统的传输方程,并用数值计算加以说明。

基于MUSIC法和最小模法空间滤波器的研究

传统的信号方位通是天线硬开关切换的方法，但该方法具有一定的局限性。本文提出了一种基于算法（软件）上的空间滤波器而非硬件开关的方法，实现对信号方位的选通。本文采用MUSIC和MINI-NORM算法实现空间滤波器，包括一定角度范围内信号的选通和某个角度点信号的选通两种情况。