基于距离系数-有效独立法的大型空间结构传感器优化布置

为解决利用有效独立法进行大型空间结构传感器优化布置时产生的信息冗余问题,提出了以距离系数修正信息矩阵的距离系数-有效独立法。将该方法应用于某高拱坝的传感器优化布置,并与现有的三种优化布置方法得出的方案进行全面的比较。结果表明:距离系数-有效独立法应用于精细网格划分的大型空间结构的传感器优化布置时,可有效避免测点间的信息冗余问题并保证模态识别的精度,是一种适合大型空间结构的较为理想的传感器优化布置算法。

基于能量系数-有效独立法的桥梁结构传感器优化布置

为了解决桥梁结构健康监测中的传感器优化布置问题,以简支钢桁架梁桥为研究对象,以反映节点自由度模态应变能的系数来修正反映最大线性无关的有效独立法,提出了基于能量系数-有效独立法的传感器优化布置算法,使传感器布置方案进一步优化。实例分析表明,采用该方法所得的传感器布置方案用多种准则进行评价的结果都较好,既能保证测量振型向量的正交性,又能保证扩阶振型的准确性,并且有较强的抗噪声性能,是一种适合桥梁结构的较为理想的传感器优化布置算法。

基于有效独立-总位移法的水工结构振测传感器优化布置

为了更好地解决大型水工结构振测传感器优化布置问题,以拉西瓦拱坝为研究对象,针对有效独立法所选测点能量较小的不足,提出基于有效独立-总位移法的传感器优化布置方法。运用模态保证准则、最大奇异值比、Fisher信息矩阵值和总位移幅值等评价方法对有效独立法、有效独立-总位移法和距离系数-有效独立法三种方法进行评价。研究表明,有效独立-总位移法可以使所测得的模态之间正交性、可观性更好,提高剩余测点的应变能,是一种有效实用的传感器优化布置方法。

时间-空间相关成像技术联合动态正交三平面分析法在胎儿主动脉缩窄筛查中的价值研究

目的:探究时间-空间相关成像(spatio-temporal image correlation,STIC)技术联合动态正交三平面(multi-planar,MP)分析法在胎儿主动脉缩窄(coarctation of the aorta,COA)筛查中的应用。方法:选取2019年4月—2021年10月于普宁市人民医院接受胎儿超声心动图检查确诊主动脉缩窄胎儿的孕妇40例,对该40例孕妇均进行二维超声心动图检查(对照组)以及时间-空间相关成像技术联合MP分析法检查(研究组),对比两种技术检测的心脏各切面显示率和心脏畸形检出率。结果:研究组在对主动脉纵切面、三血管-气管切面、主动脉弓冠状切面显示率上均高于对照组,且两组主动脉纵切面与主动脉弓冠状切面显示率之间,差异有统计学意义(P<0.05);根据实际结果检测出该40例主动脉缩窄胎儿中,在单发畸形9例以及合并其他畸形31例(包括合并复杂先天性心脏病8例以及合并室间隔缺损23例)当中,研究组心脏畸形检出率(97.5%)显著高于对照组脏畸形检出率(85.0%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论:应用时间-空间相关成像技术联合MP分析法能够显示胎儿心室流出道切面,使心脏大动脉连接部的显示更加定量和步骤化,减少了对操作者技术水平的依赖,有利于提高心脏各切面显示率和胎儿心脏畸形的检出率,具有潜在的临床应用价值。

高强等边角钢轴压杆局部-整体相关屈曲分析

采用ANSYS有限元软件,考虑初始缺陷和双重非线性,对25根高强等边角钢轴压杆的局部-整体相关屈曲进行了数值分析,得到其局部-整体相关屈曲的极限承载力。分析了不同的肢件宽厚比及屈服强度对局部-整体相关屈曲的极限承载力的影响,利用相关屈曲法推导了高强等边角钢轴压杆的相关屈曲建议公式。分析结果表明:相关屈曲建议公式具有合理性,可为今后的工程设计提供参考。

基于两步有效配置法的传感器优化布置

近年来,世界各国都在积极开展对结构进行健康监测的研究,提出了许多种传感器优化配置方法,但在传感器数量优化上考虑得比较少。为解决传感器数量优化的问题,本文提出一种同时考虑数量和位置优化的传感器布置算法——基于两步有效配置法的传感器优化布置方法。该法首先通过弹性波传播原理确定特定结构的传感器布置极限间距并初步确定检测所需传感器数量,然后采用有效独立-驱动点残差法并将传感器布置极限间距作为该法的一个约束条件对传感器进行优化布置。针对特定检测系统,以桥梁结构Benchmark模型为例,验证了上述传感器两步优化配置法的有效性。计算表明,该法能有效地解决传感器优化配置问题。

脑机接口中基于MRP的半监督判决空间模式法

在脑-机接口研究中,如果训练样本少,判决空间模式法不能很好地提取运动相关电位特征。为此,文中在半监督框架下,采用自训练方法,引入分类置信度高的无标记样本,迭代学习MRP的空间判决模式。实验结果验证了所提算法的有效性。

超快速液相色谱-三重四极杆-线性离子阱质谱法同时测定桑寄生中多元活性成分

建立了超快速液相色谱-三重四极杆-线性离子阱质谱(UFLC-QTRAP-MS/MS)同时测定桑寄生中黄酮类、有机酸类、核苷类和氨基酸类共33种活性成分含量的方法,并对不同寄主的桑寄生茎枝和叶进行比较分析。通过Box-Behnken响应面法优化供试品制备条件;采用XBridge®C_(18)(4.6 mm×100 mm,3.5μm)色谱柱进行分离,以0.1%甲酸水-甲醇为流动相进行梯度洗脱;质谱采用电喷雾离子源(ESI),以多反应监测(MRM)模式进行检测。结果表明,最佳制备条件为甲醇体积分数70%,液料比(mL∶g)31∶1,提取时间32 min。33种目标成分在相应质量浓度范围内的线性关系良好,相关系数(r)均不低于0.9990;检出限(LOD)和定量下限(LOQ)分别为0.13~66.85 ng/mL和0.42~222.83 ng/mL;平均加标回收率为98.0%~101%,相对标准偏差(RSD)均小于4.0%。所构建的方法准确、稳定,可为桑寄生药材质量的综合评价和全面控制提供新的方法参考,也为桑寄生的合理开发利用提供了依据。

河流分类分级分段及河流形态学研究进展

河流分类、河流分级及干流河道分段合称为河流三分(分类·分级·分段);基于河流三要素(流域-水系-干流河道)和河流三分-河流形态学-河流学体系,开展了河流三分理论研究及实践应用、河流形态学再构建以及河流形态定性特性与定量因子指标辨识。主要成果结论包括:①优化了独立与非独立河流分类、河流分级Horton法改进、河流5区分段等方法,完善了河流界定拓展、河流平等与分级、干流河道“层次分段”等新理论,总结了世界大江大河及长江河流三分实践应用;②河流形态学研究河流现状及恒常形态,包括以河流三分为基石的河流三要素特性研究和以干流河道平面-剖面-断面形态为核心的河谷-河床-河道形态研究;③定性辨识了河流形态15项殊相特性与共相原则(包括复合流域水系、复杂干流河道等形态特性,干流河道优先、河流湖泊统一、干流河道唯一、侵蚀基面统一等新增原则);④定量辨识了河流形态4类因子指标,双指标3种相关关系(并行-从属-或然)与3类组合模式(物理-化学-生物)以及三因子4类及9种相关模式(均衡线型-瓶颈线型-三角形-金字塔-均分圆-同心圆-同切圆-交叉圆-三角圆)。倡导“河流学-长江学-水科学”学科范式,积极践行“治河·治江·治水”理念。

微动勘查方法及其研究进展

本文简要回顾了微动的发展历史,并着重介绍了微动勘查方法的原理、方法及其最新进展.当今,城市物探中传统的地球物理勘探方法越来越受到限制,微动勘查方法以施工简单、成本低、费时短、对环境没有任何影响等优点,越发显现出其优势.由于横波速度对煤层陷落柱、采空区等速度异常区反映敏感,微动方法对探测陷落柱及解决村庄覆盖区的煤层构造问题,具有得天独厚的技术优势和应用前景.

独立成分分析在两相流速度测量中的应用

文中提出一种基于独立成分分析和相关法测量两相流速度的方法。首先介绍独立成分分析的基本原理,然后利用独立成分分析分别分离出上游和下游传感器的两相流混合信号,并据此画出对应两相流信号的相关函数曲线,得到不同速度信号的渡越时间。最后给出仿真实验的处理结果。

基于神经网络的大型空间网架结构的有限元模型修正

本文提出了依据神经网络方法完成大型空间网架结构节点固结系数的识别,实现空间网架结构有限元模型修正的方法。文中,通过有效独立法优化配置有限数量传感器的安放位置。在此基础上,利用从优化位置处的结构时程响应中获取的结构自振频率和局部位移模态信息,本文建立了基于径向基神经网络的空间网架结构有限元模型修正的计算方法。数值仿真的计算结果表明,该方法能有效地用于空间网架结构的有限元模型修正。

适用于梯级泵站压力管道的传感器优化布置方法

为解决梯级泵站压力管道传感器优化布置问题,提出一种基于有效独立-总位移法的传感器优化布置方法。该方法针对有效独立法所选测点能量较小的缺陷,将测点的总位移以权重的方式加入传感器优化过程中,并保留有效独立法的优点,最终得到独立性较好且满足能量要求的测点。以景泰压力管道为例,运用该方法进行传感器优化布置,并与传统有效独立法比较,通过模态置信准则、Fisher信息矩阵值、最大奇异值比以及总位移等指标评价2种方法的优劣。结果表明,有效独立-总位移法得到的测点在满足独立性的前提下,增加了测点信息量,可观性更好。优化前后实测数据的比较分析,表明该方案对实际结构检测具有较好的适用性,是一种实用有效的传感器优化布置方法。

结构健康监测中传感器优化设置方法研究

首先探讨了3种基于数据信息最大化准则的传统传感器优化布置方法,即有效独立法、有效独立驱动点-残差法及运动能法.其中前2种基于Fisher信息阵最大化,而第3种基于运动能最大化.然后运用结构振动模态和三样条插值模态之间的均方差最小和抗噪性能最好,这两种比较准则来确定最优的传感器设置方法.数值分析表明:这3种传感器优化布置法都是有效的,而有效独立-驱动点残差法的效果最好.

独立式脑—计算机接口的离线实验及分析

设计两个实验以研究自主运动的事件相关去同步模式的特征。实验一:要求未经训练的被试者在提示出现后开始想像用食指按键的动作,并在1 s后实际按键;实验二:作为参照,要求被试者对提示立即反应,使动作想像的时间尽量缩短。通过分析提示与实际动作之间的自发脑电信号,预测被试者用左手或右手按键。在实验一的连续测试中,预测率随测试进行由85%下降到71%;而实验二的预测率近乎随机猜测。结果表明:(1)运动想像的有效持续时间对事件相关去同步模式有显著影响;(2)被试者有效动作想像时间的不自觉地缩短会导致预测率的明显下降。如何保证被试者的有效动作想像时间是后续实验设计中应该重视的问题。

基于灵敏度-有效独立法的桥梁结构传感器优化布置研究

传感器布置是桥梁结构健康监测的重要环节,复杂桥梁监测项目多、结构自由度也多,全部自由度都布置传感器不现实,也不合理,使用最少的传感器获得尽可能完备的桥梁结构信息是传感器优化布置的目的。目前桥梁结构健康监测传感器优化布置的方法都存在自身的缺陷和不足,尤其是在模态选取时多数依据经验,既不科学,也不够严谨。针对桥梁结构健康监测传感器优化布置问题,通过反映结构损伤的灵敏度系数来修正最大线性无关的有效独立法,进而提出了灵敏度-有效独立法。该方法进行桥梁结构传感器优化布置时,通过矢量运算将两者结合,既考虑了模态的可观测性,又应用到损伤的可识别性。同时提出了基于模态贴近度选取模态数目的方法,以数学解法解决了桥梁动力系统结构模态数目选取依赖经验、客观性差等问题,让模态数目的选取更加客观和合理。实例分析表明,采用提出的方法对桥梁结构健康监测传感器进行优化布置,使用多种评价准则评估效果都较为理想,是一种适合桥梁结构的传感器优化布置方法。

基于MF-EI法的水闸底板脱空参数反演

为了更好地解决水工结构以损伤诊断为目标的传感器布置问题,以软基水闸为研究对象、水闸底板脱空为损伤类型,针对传统有效独立法未考虑结构损伤信息的缺陷,将模态柔度作为结构损伤敏感特征量,并引入结构的模态柔度修正有效独立法,提出基于模态柔度-有效独立法(modal flexibility-effective independent method,简称MFEI)的水闸底板脱空参数反演方法。采用模态置信准则、Fisher信息阵、条件数准则和奇异值分解比准则4种评价指标,分别对距离系数-有效独立法(distance coefficient-effective independence method,简称DC-EI)、有效独立-总位移法(effective independence-total displacement method,简称EI-TD)和MF-EI法进行评价,并将3种方法得到的布置方案应用到不同工况下软基水闸底板脱空动力学反演中,对比分析3种方法各工况脱空参数的反演结果。结果表明:MF-EI法测得的模态矩阵具有更好的正交性、可观测性和模态扩阶性,同时保留了对软基水闸底板脱空敏感的损伤信息,3种工况下的脱空参数反演识别精度分别提高至97.5%,96.1%和75.9%,是一种较为有效的水闸底板脱空参数反演方法。

搜索算法对有效独立法优化振动模态测量位置的影响

讨论了直接法、逐步累积法和逐步消除法三种不同搜索算法对有效独立法选取最优传感器测量位置的影响.以航空发动机某部件为实例,对有效独立法通过三种搜索算法选取的最优传感器测量位置的搜索结果,在模态相关度、测量点各阶能量和Fisher信息矩阵三个参数方面进行了分析、比较,结果表明逐步消除法能最有效地达到有效独立法的增大目标振型空间分辨率的效果.

动车组齿轮箱传感器优化布置

为了解决动车组齿轮箱结构健康监测中的传感器优化布置问题,针对有效独立法存在的不足,引入比例系数的概念,用模态振型比例系数评价两测点间的信息独立程度,提出了一种能够同时满足所选测点模态可测性和避免信息冗余性的测点优化布置算法,并提出了基于振动模态的置信准则评价测试点选取方法的优劣。首先建立齿轮箱箱体模型,采用Block lanczos算法提取模态参数;其次构建模态的Fisher信息矩阵;再次利用比例系数-有效独立法对齿轮箱节点迭代筛选出传感器布置位置的6个最优节点;最后运用模态保证准则验证了齿轮箱传感器布置的合理性。结果表明:比例系数-有效独立法是一种更优的测点布置方法,用其研究分析齿轮箱结构的振动模态信息,能更加精确地诊断出齿轮箱的故障特征。该方法有助于准确分析齿轮箱箱体的振动特性,为高速列车齿轮箱的故障诊断和健康预测提供理论依据。

振动测试中多目标传感器优化配置研究

在有效独立法(effective independence method,EFI)和运动能量法(kinetic energy method,KEM)的基础上,提出一种新的传感器优化布置方法——有效独立—驱动点残差法(effective independence driving-point residue method,EFI-DPR)。它以单位刚度的模态应变能作为驱动点残差系数(CDPRi)修正有效独立法(EFI)的传感器布置方案,同时考虑Fisher信息阵行列式值最大及模态应变能最大,可以避免有效独立法和运动能量法的局限性。文中以空间智能桁架结构为算例,运用均方差最小准则、抗噪性能最好准则和模态保证准则评价各种优化布置方法的优劣。数值分析表明,有效独立—驱动点残差法是三种优化方法中最好的方法。