基于多端口参数提取和主动空间映射法的腔体滤波器设计

为提高微波腔体滤波器的设计效率,文中提出了一种基于多端口参数提取和空间映射法的滤波器快速设计方法。通过添加额外内部端口提取腔体滤波器电磁模型的Y参数,从而计算出耦合矩阵,再结合空间映射法将求解滤波器理想尺寸问题转换为逼近理想耦合矩阵问题。最后设计并加工了一款四阶同轴腔体滤波器,在初值偏差很大的情况下,经过四次迭代即可得到满足指标的滤波器物理尺寸,实物调试结果和仿真结果一致性良好,从而证明了文中方法的快捷有效。

基于多传感融合的巷道三维空间映射

针对我国煤矿掘进工作面智能感知能力不足的问题,提出了一种基于多传感融合的煤矿巷道三维空间映射方法。该方法利用激光雷达等3D传感器预览煤矿巷道环境信息,并构建实时自主映射模型,为大型煤机装备提供空间感知信息。基于姿态感知理论的多传感融合技术,对扩展卡尔曼滤波器算法进行优化,通过局部误差状态滤波估计和全局状态迭代估计,提出了一种基于距离残差的空间映射方法,实现了在几何退化的巷道环境下全局地图的快速更新和映射的高精度。其主要贡献在于将多传感器数据进行融合,构建出高精度的地下三维地图,并提高了巷道环境的智能感知能力和自主操作水平。首先,采用先进的激光雷达(LiDAR)传感器获取巷道内部的点云数据,提取点云特征,并建立帧间特征映射模型,从而构建出厘米级别的地下三维地图。同时,通过迭代误差状态的卡尔曼滤波器实现激光雷达与惯性导航的数据融合,提高了系统的鲁棒性,确保了地下三维地图的准确性和稳定性。此外,还考虑了井下粉尘和水雾等因素对巷道三维空间映射精度的影响,优化卡尔曼滤波增益调节激光雷达里程计权重,增强了低质量浓度粉尘条件下三维空间映射的环境适应性。实验结果表明,相较于LeGO-LOAM和LINS,笔者提出的三维空间映射方法在轨迹估计准确度、映射地图的点云数量以及点云密度等方面均表现更优。笔者所提出的方法可用于高精度、快速更新三维地图的自主掘进装备,提高煤矿掘进工作面的智能化水平,为巷道环境的智能化感知和自主作业提供了数据支持。

基于映射空间编码的高速运动轨道图像去模糊研究

针对轨道缺陷检测系统因镜头抖动或相机快速移动而导致所采集图像较为模糊的问题,提出一种基于最大后验概率估计思想的映射空间编码的高速运动轨道图像去模糊算法。首先,该算法使用深度编解码器和残差网络分别对数据集中清晰图像到模糊图像的映射关系和模糊核进行编码,为了保证编码时频率信息的完整性,算法在传统的残差模块上引入快速傅里叶变换通道构成双通道残差网络,以补偿多次特征提取带来的频率损失;其次,算法采用深度图像先验(Deep Image Prior,DIP)将潜在的清晰图像和模糊核进行参数化,再利用先验得到的模糊核和清晰图像来调用编码空间中的映射关系;最后,通过交替优化潜在的清晰图像和模糊核,从而去逼近一个真实未知的映射,进而实现真实场景下高速运动轨道图像的去模糊。实验结果表明,双通道残差模块提取的特征图频率信息分量强度普遍高于传统的残差模块,相较于使用传统残差模块实现该算法,采用双通道残差模块可使峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR)提升0.84 dB,结构相似性(Structural Similarity,SSIM)提高0.025 1。与现有的深度学习去模糊算法相比,提出的去模糊算法对高速轨道检测系统所采集图像的去模糊效果更佳,在性能方面相较于最好的去模糊算法,PSNR提高了1.84 dB,SSIM提升了0.017 3,显著提升了采集图像的质量。研究结果可为下一步识别轨道部件是否存在缺陷提供清晰图像。

高速铁路桥梁结构变形与轨面几何形态的空间映射模型研究

高速铁路桥梁附加变形会导致轨面几何形态的变化,加剧列车和轨道-桥梁结构之间的动态相互作用,影响桥上行车安全性。以32 m简支梁桥-CRTSⅡ型板式无砟轨道结构为研究对象,将箱梁看作耦合板结构,选取改进傅里叶级数作为结构的试函数,通过输入梁体的附加变形值,基于势能驻值原理求解轨道各结构层的垂、横向变形函数,建立桥梁结构变形与轨面几何形态的空间映射模型。研究考虑底板脱空情况下桥梁典型横、竖向组合变形下轨面几何形态的变形规律。研究表明:空间映射模型与有限元模型得到的钢轨变形曲线吻合较好。映射模型经过少量的迭代便可以求出底板脱空的位置、幅值与面积。钢轨在梁体横、竖向组合变形下存在耦合变形效应,梁体横向转角幅值对钢轨垂向变形影响较大,并会导致左右两块底板脱空区域的范围与幅值发生相反变化趋势,进而使底板上方两侧钢轨“上翘”处以及“下凹”处最大变形值发生改变。桥墩垂向沉降值基本不会影响其钢轨横向变形。

Banach空间中均匀连续映射的一个扩张定理

把定义在Banach空间中闭球上的均匀连续映射扩张到全空间。

拟共形映射的Hardy和Bergman空间

利用拟共形映射理论,给出了实R^(n)空间中拟共形映射的Hardy和Bergman空间的一些分析和几何刻画。

基于HoloLens2的DEM空间分析实验教学混合现实环境研究

为提高DEM空间分析的教学效果,跨越地形实体和DEM空间数据之间的认知差异,提升对空间分析和可视化方法的理解深度,利用混合现实技术自然的交互方式以及对于3D模型良好的可视化功能,将DEM空间分析的实验教学内容融入混合现实交互环境,设计了混合现实实验环境,其中包括DEM模型、虚拟面板、手势交互、剖面分析、通视分析、光照分析等空间分析功能。在HoloLens2真机上利用其环境感知、全息显示和交互接口进行实验验证,实现了实验教学内容的视听同步和实时沉浸。

b-度量空间中一类积分型压缩映射的公共不动点定理

不动点理论是非线性泛函分析的重要组成部分,在处理许多非线性问题时起着十分关键的作用。Banach压缩映像原理是不动点理论研究中的热点问题之一,近年来经过学者们的深入研究,该定理在许多方面得到了拓展,取得了大量优秀的成果。在b-度量空间的框架下,首次考虑了积分型压缩映射的不动点问题。首先,在该类空间中提出了一类新的积分型压缩的概念,并根据映射对的包含关系构造出一个序列,再利用反证法和压缩条件证明了此序列是该空间中的一个柯西列;其次,通过该空间的完备性和映射对的弱相容性,证明了该空间中积分型压缩映射对的公共不动点的存在性及唯一性;最后,给出一个具体例子说明了该结果的有效性。

基于数据映射和胶囊网络的轴承故障诊断方法

传统深度学习模型自适应提取振动信号故障特征,实现端到端轴承故障诊断。然而,振动监测信号为非常复杂的非稳态时序信号,若深度网络直接以原始振动信号为输入,数据之间的非线性耦合作用会极大影响模型对故障特征的提取效率。目的为降低故障信号之间强非线性耦合作用,解决卷积神经网络对空间约束信息丢失的问题,提升轴承故障诊断性能,方法本文提出一种基于数据映射和胶囊网络(capsule network,CapsNet)的轴承故障诊断方法。首先,将图像处理领域中具有细化颜色特征能力的颜色空间模型(color names,CN)引入故障数据预处理中,将原始低维空间数据映射至高维空间,提升故障数据空间区分度;其次,针对映射后数据维度较高且具有一定冗余,影响故障诊断效率的问题,引入主成分分析(principal compo⁃nent analysis,PCA)法提取故障数据主元信息,降低数据维度;最后,考虑到胶囊网络有效提取空间约束信息的能力,将CapsNet作为故障诊断的骨干网络对故障特征进行识别和分类。结果使用CWRU、XJTU-SY数据集对该方法进行验证,实验结果表明,该方法在两种数据集上故障诊断准确率均达98%以上,与其他基于深度学习的故障诊断方法进行对比,该方法的诊断性能具有一定优势。结论本文方法可对故障数据进行有效解耦,提升数据之间的空间区分度,获得较高的轴承故障诊断精度。

基于渐进式GAN逆映射的人脸超分辨率重建

为了缓解生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)自身存在的训练不稳定问题,增强图像超分辨率重建的效果,提出一种基于GAN逆映射的图像超分辨率重建算法。通过渐进式网络增加模型的稳定性,通过逆映射金字塔充分学习低分辨人脸图像的语义特征,实现准确的隐空间转换,通过半空间特征调制进行图像增强。对所提算法进行实验验证,该算法在Celeb A数据集上重建8倍后的图像峰值信噪比为27.18 dB,相比超分辨率生成对抗网络(super-resolution generative adversarial network,SRGAN),提高了2.44 dB,模型的收敛速度也更快。实验结果表明,通过GAN逆映射和渐进的方式进行图像超分辨率重建具有较好的效果和更高的稳定性。

基于状态空间映射的模型不完备风电场调频能力在线评估方法

为了保证风电机组的转速安全,在风电场参与调频前,需要首先评估风电场的最大调频能力。由于风电场风机数量众多、动态特性复杂,传统基于模型分析评估风电场调频能力的方法难以实现解析求解,且验证依赖模型的完整度和精确性。提出一种数据驱动的风电场调频能力模型评估在线方法,通过利用状态空间映射将原本复杂的非线性模型转化为高维空间中的线性模型。该方法综合数据驱动和模型分析方法,可以直接利用风电场真实运行数据进行离线训练,训练数据无需覆盖调频极限场景,即可构建全局线性模型,从而在线精准评估风电场极限调频能力。算例结果证明,该文方法相对于传统风电场调频能力评估方法具有能够快速在线解析求解、不依赖模型精度、训练数据易获取的性能优势。

基于空间映射的S波段MEMS带通滤波器设计

针对目前RF MEMS带通滤波器存在带内插损大、回波损耗大、不易集成、调试周期长等问题,论文采用空间映射法设计并优化了一款七阶S波段交指带通滤波器。经过4次参数提取和5次精细仿真,该滤波器达到了设计指标要求。仿真结果表明,设计的滤波器中心频率为3.5GHz,带内插损小于1.5dB,3dB带宽为0.95GHz,中心频率左右0.7GHz处的带外抑制大于40dB,带内群时延小于4.5ns,且平坦度大于50%,整体体积为8.5mm×7.4mm×4.2mm。此滤波器能满足通信系统小型化的应用需求,在微波通信领域具有一定的应用价值。

知识空间理论综述

知识空间理论是一种研究教育规律的科学方法,已取得一系列研究成果.文中旨在全面综述知识空间理论的研究工作.首先,阐述构建知识结构的方法和原则,介绍良级性的研究内容,并强调其在知识空间理论研究中的重要性,归纳总结推测关系的相关工作,并介绍问题之间、项目之间推测关系的研究方法.然后,分别从技能映射、技能函数、能力-绩效方法三方面梳理基于能力的知识空间理论的研究进展.进一步地,概述知识空间理论与概率模型、粒计算等结合的研究现状,并介绍知识空间理论在辅助学习与自适应测试方面的应用.最后,探讨上述研究中存在的关键科学问题,并提出初步的研究思路,为该领域的后续研究提供有益的参考.

空间调制下基于极化码的Gallager映射通信系统设计

提出了一种空间调制下基于极化码的Gallager映射系统(Polar-coded Gallager-mapping-shaped Spatial Modulation,PGALSM)。系统在空间调制下利用Gallager映射方式将信号输入分布由均匀分布改成类高斯分布,使发送信号逼近最佳输入分布,获得成形增益,并利用信道降解思想分析天线激活组合和发送星座点每个比特流的可达速率。仿真结果表明,在多天线瑞利衰落信道上,中低信噪比下,PGALSM系统的可达速率优于传统的映射方案;当误比特率(Bit Error Ratio,BER)水平为10^(-4)时,PGALSM方案的性能比传统多用户方案提高0.7 dB。

Banach空间中非扩张映射和m-增生算子零点的广义隐黏性迭代方法

在Banach空间框架下,给出了非扩张映射和m-增生算子零点的广义隐黏性迭代方法,在适当的参数条件下,证明了该方法生成序列的强收敛定理,推广和改进了相关文献的主要结果.

异质性环境规制与高新技术企业共聚交互因果关系研究——基于多空间收敛交叉映射技术

异质性环境规制与高新技术企业共聚之间存在复杂而紧密的交互因果关系,如何加快两者融合发展,构建区域经济环境协调优势值得进一步研究。本文利用大数据分析方法,基于国内2011—2019年异质性环境规制与高新技术企业共聚的省域面板数据,采用多空间收敛交叉映射模型,在区域间高新技术企业共聚水平测度基础上,从“被共聚”和“向共聚”两个维度实证检验了高新技术企业共聚与不同类型环境规制间的交互因果关系。研究结果表明,不同类型环境规制与高新技术企业共聚之间存在的耦合关系各不相同,其中,命令控制型环境规制一方面受高新技术企业“向共聚”带来的促进作用,另一方面又将促进高新技术企业“被共聚”水平提升,且后者的影响程度略高于前者,存在显著双向因果关系;而市场激励型环境规制仅受高新技术企业“向共聚”的正向促进作用,存在显著单向因果关系;但公众参与型环境规制与高新技术企业共聚两者间不存在相互影响,无显著因果关系。本文聚焦异质性环境规制与高新技术企业共聚间的良性互动,为客观评价高新技术企业共聚微观绩效提供经验证据,为进一步在开放中实现经济与环境协同发展提供有益的政策启示。

非核等距映射与非核强保n映射的性质

在赋范空间中推广了等距映射和保1映射的概念,定义了非核等距映射和非核保1映射等概念;得到了与之相关的基本性质,并且在强保n性和保距映射之间建立了新的联系,得到了映射是等距映射的两个充分条件.

稳定连续半格的闭包空间表示

为稳定连续半格构建合适的闭包空间表示,引入了可乘闭包空间的概念,证明了可乘闭包空间的正则闭集族在集合包含关系下构成了一个稳定连续半格,并且所有的稳定连续半格都可在序同构的意义下由此生成.进一步提出了可乘闭包空间之间逼近映射的概念,刻画了以Scott连续映射为态射的稳定连续半格范畴和以逼近映射为态射的可乘闭包空间范畴间的等价性.

基于颜色–耳标参数映射的时空信息可听化方法

随着时空信息的爆炸式增长,如何在保留地图可视化传统优势的基础上实现时空信息可听化是一个值得研究的方向。因此,首先以2022年纽约市PM_(2.5)污染情况为例,采用通用克里金法对PM_(2.5)污染浓度数据进行插值,得到纽约市2022年365幅PM_(2.5)浓度专题地图;其次,提取每张专题地图的色相、饱和度、明度平均值,并将它们与PM_(2.5)浓度数据的标准差分别映射为音色、音高、音强、音长四个维度的耳标参数,使用Sibelius编排创建乐曲,实现纽约市2022年PM_(2.5)数据的可听化;最后,对可听化的污染意象信息传递效果进行评估。结果显示:(1)污染浓度最严重比最不严重和不严重信息的传递效果好;(2)污染浓度变化最大和变化较大比变化最小信息的传递效果好;(3)污染浓度地域差异变化最大比变化最小信息的传递效果好;(4)音强和音高传递污染浓度信息的效果最佳,被试者的认可度也最高,而音长传递污染地域差异的效果最差;(5)被试者对于使用以上可听化形式来传递污染信息的态度持中立到同意的态度,但在理解上存在一定难度。实验拓展了时空信息可听化的研究内容,丰富了对于地图可听化技术的探索。

具有Pytkeev^(*)网的空间的映射性质

讨论具有特定Pytkeev^(*)网的空间的映射性质,证明闭映射和有限到一伪开映射保持具有Pytkeev^(*)网的空间,并更进一步地说明了闭映射保持具有点可数Pytkeev^(*)网的空间.同时,给出例子说明某些具有特定Pytkeev^(*)网的空间不能被一些映射保持.