近红外光谱法用于六味地黄丸模拟样品中熊果酸的含量测定

目的:利用近红外光谱法对六味地黄丸模拟样品中熊果酸的含量进行测定。方法:利用HPLC测定样品中熊果酸的含量,并通过偏最小二乘、主成分分析-BP神经网络、小波变换-BP神经网络对数据进行处理并建立模型。结果:db4小波、偏最小二乘以及主成分分析-BP神经网络法对熊果酸含量预测回收率分别为100.1%,100.7%,100.6%,RSD分别为6.52%,5.42%,6.49%。结论:近红外光谱法对熊果酸含量预测结果较好,为中药生产过程的在线、无损定量分析提供了依据。

近红外光谱法用于六味地黄丸粉末混合过程的质量控制研究

目的利用近红外光谱法对六味地黄丸生产粉末混合过程进行质量控制研究。方法利用偏最小二乘、主成分分析-BP神经网络、小波变换-BP神经网络对模拟样品数据进行处理。结果三种方法所得预示集回收率分别为:99.25%、100.0%、102.0%、100.2%、104.6%、99.55%,RSD分别为5.77%、4.79%、6.69%、7.61%、9.92%、6.62%。结论近红外光谱法基本可以满足药品生产过程中粉末混合均匀度测定的要求。

±800kV特高压直流输电线路单端电气量暂态保护

高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路两端的平波电抗器和直流滤波器构成现实的边界元件,对暂态电压高频分量呈带阻传变特性,来自直流线路区外的高频电压信号通过平波电抗器和直流滤波器后被衰减,其能量显著减小,不同频带的高频电压信号小波能量可应用小波变换求得。利用区内、外故障时于保护安装处获得的暂态电压小波能量的显著差异来构造直流输电线路区内、外故障判据;利用故障暂态电压小波变换模极大值,构造启动判据;利用正极和负极暂态电压分别与+800和-800kV的相关系数,构造雷击干扰识别判据;利用两极线极波,构造故障选极判据。给出了特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)输电线路单端电气量暂态保护方案。对该保护进行了大量仿真分析,计及了雷击干扰、边界上避雷器动作、不同过渡电阻、换相失败故障等因素的影响。仿真结果表明,该保护具有绝对选择性,能可靠有效地保护直流线路全长。

电压源换流器高压直流输电系统中换流器故障仿真分析及其诊断

电压源换流器(VSC)是电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)系统中的重要组成部分,其过压和过流能力差,容易发生各种故障,且受传输功率影响故障信号特征提取复杂、故障诊断困难。针对此问题,基于所建立的VSC-HVDC系统的PSCAD/EMTDC仿真模型,首先分析了系统在发生各种故障时所输出直流电压的基本特性,在充分考虑传输功率影响的条件下,根据直流电压故障信号幅值波动的范围,判断系统故障的性质,然后再通过小波分析方法提取特征向量,并结合人工神经网络方法实现系统故障的识别。仿真结果表明,这种方法能对VSC-HVDC的故障进行有效诊断和识别,且准确度不受传输功率的影响,具有良好的应用前景。

基于“能量-故障”的复合材料层合板裂纹损伤检测与识别

对一含裂纹的复合材料层合板,通过粘贴在其表面一对压电片(一片作为传感器,一片作为激振器)构造了结构动力响应的激励和检测系统。通过完好板和损伤板的振动模态参数和时域响应信号比较,探讨了识别复合材料结构损伤的可行性。同时,利用小波包分析,基于动力响应信号各频率段的能量分布,提取结构损伤的特征量来表征结构损伤情况。结果表明,当用一个含有丰富频率成分的信号作为输入对系统进行激励时,可以较为准确地识别复合材料结构的裂纹损伤。

基于多分辨共生矩阵的纹理图像分类

共生矩阵是描述纹理特征的一种常用方法.首先提出一种新的特征提取算法——多分辨共生矩阵.多分辨共生矩阵是通过同时在非下采样小波变换的逼近子带和细节子带上提取共生矩阵来实现的,能够有机整合传统小波的多分辨特性和频谱信息,以及空域灰度共生矩阵的纹理结构信息.其次,分析了多分辨共生矩阵、灰度共生矩阵以及小波能量特征的物理意义,并从相关性出发提出了新的特征选择方法,有效地降低了特征维数.对标准纹理库的分类实验结果表明:多分辨共生特征对纹理具有更好的描述能力,其分类正确率超过小波能量特征、空域灰度共生特征:二者融合以及灰度梯度共生特征的结果;所提出的特征选择方法在降低特征维数的同时,能够保持分类正确率.

结合小波分析和改进型DTW距离的配电网电压暂降源辨识方法

该文提出了一种结合小波分析和改进型动态时间规整（dynamic time warping,DTW）距离的配电网电压暂降源辨识方法。首先分析各类电压暂降源及其经不同类型变压器传递后的相应电压波形特征,并根据其隶属关系通过波形数据挖掘和序列相似匹配构建完备的波形数据库。通过小波变换对实测电压暂降波形进行多尺度分解实现时间数据的降维,同时给出波形库序列的DTW边限距离及其在小波变换域的查询计算方法,实现电压暂降源的快速识别。基于实际的电力园区网架结构搭建仿真模型进行验证,结果表明,所述方法能迅速而准确地辨识各类电压暂降源,为电压暂降的有效监测和快速治理提供有力的参考。

一种基于小波变换的光纤故障分析算法

光时域反射仪(OTDR)只能测量各取样点处的衰减值,不能自动地判断出事件点。实际光纤线路的信号中常常混有噪声,在故障分析中必须将事件点信息从噪声中提取出来,再精确地判断出事件点的位置。该文在简单分析了OTDR测试原理的基础上,提出了一种基于小波变换的光纤故障分析方法。该算法首先将小波变换后的高频数据分量进行阈值滤波和信号增强处理,在很好地抑制噪声的同时,还能有效地增强突变点信息。然后根据模极大值的位置和特点,对增强后的信号进行检测,以判断事件点的位置和类型。仿真实验结果表明,该算法在较强的噪声干扰的情况下仍然有较高的精度和可靠性,是一种行之有效的方法。

应用小波多尺度分析亚热带森林土壤异养呼吸特征

土壤异养呼吸是森林生态系统碳循环的重要组成部分,其时间变化规律和影响因子一直是碳循环研究的难点和重点。利用全自动连续观测系统对亚热带米槠常绿阔叶次生林土壤异养呼吸进行高频率观测,采用连续小波变换技术对高频率实测值与模型估测值间的差值进行分析,探讨亚热带森林土壤异养呼吸的变化机制。结果发现,土壤异养呼吸速率年变化范围在0.82—7.11μmol CO_2 m^(-2)s^(-1)之间,全年平均值为2.66μmol CO_2 m^(-2)s^(-1),在7月份达到全年最高值。虽然土壤温度和水分双因素模型能够较好地解释土壤异养呼吸的年变化,但土壤温度和土壤异养呼吸速率在时间序列上未出现同步变化模式,同时双因素模型估测值与高频率实测值年均值相差18%,其中4—7月模型值低估12%,而8—9月模型值高估15%。进一步利用连续小波变换对模型误差分析发现,模型值与实测值差异在4—7月主要分布在短周期(32—64 h)和长周期(≥85 d),这可能与生长季节土壤底物有效性提高,大量的易变化碳输入激发原有土壤有机碳分解有关。8—9月差异主要分布在长周期(≥85 d),这可能是干旱造成底物有效性降低,微生物只能利用原有难分解有机碳进行维持代谢。因此亚热带森林土壤异养呼吸会不仅受到温度、土壤水分等环境因素影响,而且底物有效性变化也可能是影响亚热带常绿阔叶林土壤异养呼吸变化的重要因素。

基于地震信号波形形态差异的面波噪声稀疏优化分离方法

实际地震信号通常可表示为具有波形特征差异的多种基本波形信号的线性组合,如叠前道集中的工频干扰噪声与有效波信号、面波噪声与体波信号等.选择单一数学变换方法,往往不易实现地震信号的稀疏表示.近年来发展的形态成分分析理论,通过联合多种数学变换,可实现对复杂信号的稀疏表示.本文根据单道地震记录中面波与体波信号波形结构特征的差异性,提出一种基于形态成分分析的面波噪声衰减方法.针对面波的低频、窄带以及频散特性选择一维平稳小波变换作为其稀疏表示字典,而针对体波波形的局部相关特性选择局部离散余弦变换作为其稀疏表示字典,建立基于双波形字典的形态成分分析模型,通过求解该稀疏优化问题获得最终的信噪分离结果.理论模型和实际地震资料处理证实该方法不仅能够衰减单炮地震记录中的强面波干扰噪声,同时能够更好地保护有效信号的波形特征与频谱带宽,为地震资料的后续处理和分析提供良好的数据基础.

一种小波变换和支持向量机相结合的配电网电容器投切扰动源定位方法

提出一种小波变换和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合的配电网电容器投切扰动源定位方法。该算法使用小波变换对电容器投切产生的暂态扰动信号进行分析,提取扰动能量和扰动持续时间2个特征量作为SVM分类器的输入,以识别扰动,实现投切电容器的自动定位。基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立典型10kV配网模型,并选取3个不同位置的电容器进行投切操作,仿真电容器投切产生的暂态扰动。以改变电容器投入时间得到的不同投切事件作为算法样本进行了仿真分析。结果表明,所提算法定位电容器投切扰动源的准确率可达99.17%。

基于紫外差分吸收光谱的痕量SO_2气体定量检测

SO_2是表征SF6绝缘电气设备内部绝缘状态的标志性气体,其准确的定量对判断绝缘设备内部故障类型及严重程度具有重要的意义。为此,该文搭建了紫外差分吸收光谱痕量SO_2气体检测系统,获取了基于Sym14小波分层处理的SO_2紫外差分吸收光谱,并在190~230及290~310nm两个特征波段对其进行快速傅里叶变换,根据变换得到的特征峰值对SO_2的浓度进行反演,得到两个波段的浓度反演曲线,并进一步探究了其检测极限。结果表明:在两个波段范围内痕量SO_2的快速傅里叶变换特征峰值与其浓度之间均存在良好的线性关系,其中190nm波段相对290nm波段具有更低的检测极限,在信噪比为3时,其检测极限可达到132.4nL/L。该研究结果为紫外差分吸收光谱技术应用于SF6特征分解组分的在线监测及SF6绝缘电气设备的故障诊断奠定了基础。

基于小波变换的图像匹配算法

为了寻找立体像对中的对应点并求出视差，采用Ｍａｌｌａｔ的多尺度小波分析算法，在对图像进行多级分解的基础上进行逐级匹配，并且扩展了传统的视差定义，将两个限制条件：视差连续性和方向一致性融合进视差的定义当中，因而在视差求取的同时也完成了粗差剔除的过程，提高了算法的效率．实验证明，此方法在计算时间和精度上都是切实可行的．

基于对数域模拟CMOS连续小波变换电路的谐波检测方法

电力谐波检测小波分析方法大都在微机或数字信号处理器上用软件方式实现,计算量大导致实时性差;需A/D转换,增加了检测仪的功耗与体积,工作频率范围窄。针对该问题提出了基于低电压、低功耗对数域Morlet连续小波变换电路的谐波检测方法,用模拟CMOSVLSI电路对谐波电流进行Morlet连续小波变换,以硬件方式实现谐波检测。小波变换电路由冲激响应为Morlet小波的模拟滤波器组构成,其传输函数用非线性最小二乘法求得,以CMOS对数域积分器为积木块对滤波器进行综合。通过调整积分器的偏置电流来改变小波变换的尺度因子,从而实现各种谐波成分的检测。SPICE仿真结果表明了该方法的可行性。

基于CL多小波变换和组合位平面理论的秘密信息共享算法

针对信息隐藏算法容量和不可见性与鲁棒性矛盾的特点,提出了一种新的基于Chui-Lian(CL)多小波变换和组合位平面(CBP)理论的数字图像载体预处理算法,并将该算法用于以数字图像为载体的信息隐藏,以实现秘密通信和图像共享。其中,CL多小波变换能够将载体图像划分为4个能量等级不同的最低分辨率子图像,组合位平面理论可将子图像解析为不同的位平面层次,在隐藏秘密信息时,可根据最低分辨率子图和组合位平面的能量等级由高到低分别嵌入鲁棒信息、秘密信息和脆弱信息。实验结果表明,在25%的嵌入率时,与基于离散余弦变换和最低有效位方法的信息隐藏算法(DCT-LSB)、基于离散小波变换和最低有效位方法的信息隐藏算法(DWT-LSB)相比,所提算法针对若干常见攻击的鲁棒性有一定程度提升,峰值信噪比(PSNR)分别提高了37.16%和20.00%。

小波分析在数字滤波中的应用研究

系统地分析了小波变换的物理意义和特点，将小波变换原理应用于微机保护数字滤波器。仿真表明，该滤波器可以准确地滤除信号中的直流分量和高频分量，具有算法简单可靠的优点，适合计算机的实时处理。

BDE-LSSVM在柴油机气门故障诊断中的应用

针对柴油机气门故障的诊断样本少和非线性数据特征等问题,最小二乘法的支持向量机(LSSVM)能够较好地进行诊断研究,但由于惩罚因子C和内核参数σ的选取对诊断结果影响较大,有必要对其进行参数优化,因此提出了基于二进制微分进化算法(BDE)的最小二乘法支持向量机算法。利用柴油机气门振动信号作为数据,经小波变换作为模型特征,建立了基于BDE-LSSVM故障诊断模型,并与基于遗传和基于粒子群算法的LSSVM模型进行柴油机气门故障诊断的性能对比。比较结果证明,基于BDE优化的LSSVM模型在故障特征选取前后具有更好的适应度值和稳定度,故障分类准确性高且运算速度更快。

基于改进递归小波的短期电能质量检测和分类

应用改进递归复小波变换来确定短时扰动的发生时间和持续时间,应用熵值法确定分解尺度,并用以基频为中心频率的单尺度小波变换能量分布曲线来进行扰动分类。该算法计算简单快速,仿真结果表明该方法是有效的。

基于离散小波变换的二甲醚HCCI爆震试验

在一台由柴油机改造为二甲醚进气道喷射的发动机上,用离散小波变换分析正常燃烧工况、爆震工况的缸内压力,计算其在各尺度细节部分的能量特征值,研究二甲醚HCCI燃烧的爆震特性。结果表明,正常燃烧工况、爆震工况缸内压力的能量特征值分布具有明显的规律。正常燃烧工况时,细节部分D3的能量特征值最大;爆震工况时,细节部分D1的能量特征值最大。转速升高或进气道喷射燃料添加LPG对正常燃烧工况、爆震工况缸内压力能量特征值的分布无影响,爆震强度决定能量特征值的分布。爆震强度越大,D1的能量特征值越大。根据各尺度细节部分D1、D2和D3的能量特征值可检测爆震。

小波变换在飞机结构疲劳裂纹监测信号处理中的应用

考虑飞机金属结构疲劳裂纹监测的实际需求,论文提出了一种基于涡流阵列传感器的金属结构疲劳裂纹监测方案,并搭建监测系统进行监测试验,通过小波分解去噪方法和小波变换模极大值方法对监测信号曲线进行去噪处理和奇异点检测分析。去噪结果表明消噪后四个感应通道信号曲线的RMSE在0.001左右,SNR在50左右,去噪效果良好。奇异点检测结果表明,不规则斜坡监测曲线的小波变换模值曲线在起始奇异点之后的模值较大,而且具有延续性。将各通道幅值比变化曲线中的起始奇异点作为特征点,通道1能够对累积损伤进行定量监测,通道2、3、4能够对疲劳裂纹扩展长度进行定量监测,监测精度达到1mm。