ANALYSIS OF TRANSMISSION CHARACTERISTICS OF COSINE GEAR DRIVE

Based on the mathematical model of a novel cosine gear drive, a few characteristics, such as the contact ratio, the sliding coefficient, and the contact and bending stresses, of this drive are analyzed. A comparison study of these characteristics with the involute gear drive is also carried out. The influences of design parameters including the number of teeth and the pressure angle on the contact and bending stresses are studied. The following conclusions are achieved： the contact ratio of the cosine gear drive is about 1.2 to 1.3, which is reduced by about 20% in comparison with that of the involute gear drive. The sliding coefficient of the cosine gear drive is smaller than that of the involute gear drive. The contact and bending stresses of the cosine gear drive are lower than those of the involute gear drive. The contact and bending stresses decrease with the growth of the number of teeth and the pressure angle.

融合多维度相似算法的中药复方个性化煎煮推荐研究

目的:为实现中药汤剂智能煎煮设备煎煮参数快速推荐,提出一种融合方剂多维度相似算法,借鉴古代经典名方的个性化煎煮推荐。方法:选取30首经典名方,给出算法推荐的煎煮参数值,比较与典籍记载对应的煎煮参数值之间的差异。针对中药复方的组成成分、剂量以及功用维度特性,分别采用Jaccard相似系数、夹角余弦相似度和潜在狄利克雷分布(LDA)主题模型相似度算法,计算实验方剂与煎煮数据库中方剂间的相似度,将各维度最为相似方剂的煎煮参数加权融合,获取30首经典名方的个性化煎煮参数。结果:加水量、武火及文火时长参数值之间的相对误差分别为5.3%、3.4%、7.1%。结论:2组煎煮参数值较为接近,较好地借鉴和传承经典名方煎煮工艺。

JPEG量化步长估计综述

随着JPEG(Joint Photographic Experts Group)格式的图片在网络存储和传输中的广泛应用,基于JPEG格式的篡改、拼接等恶意操作也层出不穷,利用JPEG图像特性的研究受到越来越多的关注。其中,JPEG图像特性与量化步长息息相关。如果,JPEG压缩后的图像以位图的形式进行保存,研究者无法直接获取到量化步长,从而无法有效地分析JPEG图像特性。因此,对于量化步长的估计在数字图像取证领域越来越受到关注。本文首先介绍了量化步长估计的研究背景,并将量化步长估计问题分成两类问题:单压缩图像的量化步长估计和重压缩图像的首次量化步长估计。其次,在经典的JPEG压缩模型基础上分别了给出了这两类问题的量化步长估计模型,并对每类问题的各种现有方法进行了详细介绍和梳理。随后,在相同实验环境下对经典算法进行了实验,并对经典算法进行了相应的分析与评价。实验结果表明:在单压缩图像的量化步长估计任务中,现有技术相对成熟并且部分算法估计准确率高于90%;但是,在对齐重压缩图像的首次量化步长估计任务中,现有方法仅能估计低频、中频的量化步长,并且当首次与第二次的压缩质量因子相近时,估计准确率较低;在非对齐重压缩图像的首次量化步长估计任务中,由于网格偏移会增加估计量化步长的困难,导致算法在非对齐重压缩上性能较差。最后,指出了量化步长估计中有待进一步解决的问题和发展趋势。

基于余弦相似度和TSO-BP的短期光伏预测方法

对光伏出力的精准预测在配电网安全稳定运行中起着至关重要的作用。因此,提出了一种基于余弦相似度和TSO-BP(金枪鱼群优化-反向传播)神经网络的短期光伏预测方法。首先,利用余弦相似度算法筛选出与预测日具有强相似度的历史数据作为训练样本;然后,采用TSO算法寻找BP神经网络的最优初始权值与阈值,训练TSO-BP短期光伏预测模型;最后,利用TSO-BP模型分别预测平缓天气与波动天气下的光伏出力。仿真结果表明:在平稳和波动两种不同天气情况下,该方法相较于传统预测方法精度更高。

辣椒早疫病潜育期的光谱特性判别方法

辣椒早疫病是影响辣椒安全生长的常见生物灾害,具有突发性和易感性等特点,容易引发大的经济损失。在辣椒生长过程中,针对病害潜育期侵染情况进行科学监测预警是保证作物健康生长的重要前提。利用400~1000 nm波段的高光谱图像结合光谱相似性测度方法建立作物病害潜育期的光谱特性判别方法。针对接种早疫病病菌的辣椒叶片和健康叶片,用高光谱成像仪连续动态监测其不同感染期的高光谱图像。对试验采集的一系列高光谱图像提取感兴趣区的平均光谱,通过卷积平滑、多元散射校正以及最大最小归一化方法(SG-MSC-MMN)预处理,进而提出以光谱角余弦-相关系数和切比雪夫距离两种测度作为早疫病潜育期的光谱特性评价参数。最后利用主成分分析(PCA)验证潜育期的光谱特性判别方法效果,实现样本潜育期的可视化分布。试验结果显示:利用光谱角余弦-相关系数与切比雪夫距离作为辣椒早疫病潜育期的光谱特性评价参数并分别建立相应的判别方法是可行的,且根据这两种判别方法得到的辣椒早疫病潜育期最早可识别时间均为接种后24 h。根据PCA绘制得到接种24 h时的健康-接种样本空间分布情况,分别验证所提出的两种基于光谱特性的潜育期最早可识别时间判别方法。建立的辣椒早疫病潜育期最早可识别时间判别方法可推广应用于其他作物病害潜育期的监测识别,为作物病害潜育期的科学防治提供理论参考与方法借鉴。

Cu在CoN和CoSiN薄膜中的扩散研究

利用磁控溅射的方法在n型硅基底制备了Cu／CoN／Si（100）和Cu／CoSiN／Si（100）薄膜，并对它们进行了不同温度的退火．用原子力显微镜观察了它们的表面形貌．用扫描透射电镜能谱分析法得到了在不同退火温度下铜在上面两种薄膜中浓度与表面距离的分布，然后利用菲克第二定律对Cu／CoN／Si和Cu／CoSiN／Si体系中cu的扩散进行了计算和分析，得出中温条件（300℃-700℃）下Cu在CoN和CoSiN两种薄膜中的扩散系数表达式分别为8．98×10^-13exp（-0．45eV／kT）cHf／s和5．39×10^-11exp（-0．49eV／kT）Cm2／s．

海量多媒体图像压缩中的冗余零系数消除算法设计

为了提高海量多媒体图像压缩的效果,提出一种针对海量多媒体图像压缩中的冗余零系数消除算法。计算图像信息熵,并构建金字塔模型,以提取多媒体图像的信息特征。将图像压缩分为一维离散余弦变换(DCT)压缩与二维DCT压缩,确保图像压缩后结构不被破坏。结合零系数数量变换曲线,确定最佳聚焦位置,建立冗余零系数消除模型,即可完成压缩图像冗余零系数消除。试验结果表明,所提方法可提高海量多媒体图像压缩的峰值信噪比,并且缩小图像所占用的空间。所提方法能够有效提高图像压缩的质量,使图像结构更加完整,故实际应用价值更高。

基于修正余弦相似度的电力系统输电线路差动保护方法

5G无线通信技术为差动保护提供了新途径,然而5G技术存在数据丢失、时延等问题,这对输电线路差动保护判断的准确性和响应的快速性产生影响.为了解决上述问题,该文提出一种基于修正余弦相似度的电力系统输电线路差动保护方法.仿真分析结果表明:该文方法可快速判断输电线路故障的发生,并准确识别线路故障类型;该文方法在噪声环境下能对线路故障进行有效判断;相对于余弦相似度及Pearson相似度的差动保护方法,该文方法对数据丢失的敏感度更低、差动保护可靠性更高.

基于改进胶囊神经网络的乐音主频识别研究

为了提高乐音主频识别性能,采用胶囊神经网络用于主频识别,并对胶囊神经网络特征相似计算方法进行改进优化,以增强胶囊神经网络的主频识别适应度。对乐音音符的端点检测与有效分割后采用线性预测倒谱参数法获得乐音主频特征向量。建立基于胶囊神经网络的乐音主频识别模型,并采用动态路由获得稳定的胶囊神经网络结构核心参数。采用余弦相似度对传统的内积计算进行有效改进,优化特征差异判断策略。采用改进的胶囊神经网络算法用于乐音主频识别。试验结果证明,合理设置胶囊神经网络的耦合系数、平衡系数和类别阈值单音集和曲谱连续集均能获得较高的乐音主频识别性能。相比于常用乐音识别算法,该文所提算法能够获得更高的识别准确率和稳定性。

由VMD与DBSCAN在线检测锂离子电池热失控

热失控影响锂离子电池系统的推广和应用。为预测锂离子电池系统的热失控,提出基于变分模态分解(VMD)与密度的噪声空间聚类(DBSCAN)算法的热失控在线检测方法。针对实际热失控案例,结合VMD与滑动窗口,在线分解窗口内各电池的电压信号,得到电压稳态分量;之后,提取各电池稳态分量与稳态分量均值的标准化皮尔逊相关系数,以及余弦相似度,并构建二维特征矩阵;最后,由DBSCAN自动辨识电池组中的故障电池,最早可在热失控前111 s检测出电压异常。

悬链线理论在大弦倾角滑索设计计算中的应用

滑索理论主要有抛物线理论和悬链线理论,悬链线理论对大弦倾角滑索具有更高的计算精度。通过滑索受力特性分析,对无荷状态下悬链线方程进行详细推导,得出滑索线形的双曲余弦函数方程,进而求出滑索安装参数的计算公式。结合工程应用实例,对跨度为315 m大弦倾角滑索,设定的初始水平拉力分别为5000、7000和9000 N,计算三种水平拉力下的悬链线方程和安装参数,并绘制三种水平拉力下滑索的线形。结果表明,该方法对大弦倾角滑索的设计、制造和安装具实践参考意义。

秋季太湖水下光场结构及其对水生态系统的影响

水生态系统中光能的分配很大程度上决定了水生态系统的结构和功能,利用2007年11-12月太湖水体光学特性和组分浓度数据,对秋季太湖水下光场结构特征和水体组分光竞争能力的表征光学量(漫衰减系数、平均余弦)和影响因素(吸收系数比重)进行了分析研究.结果表明,秋季太湖水下辐照度呈现单峰分布,最高值为583nm左右;根据Kd可将黄质和非色素物质主导程度的强弱分为弱、较强、强三个等级;Kd(PAR)平均值为4.61±1.54m-1,水体真光层厚度平均值为1.11±0.35m;太湖水下光场的光能主要分布在青光和黄绿光波长范围内,约占总能量的60%,蓝光和红光波长范围内的能量约占30%,这样的光谱结构有利于铜绿微囊藻和斜生栅藻的生长.

余弦齿轮泵的流量及其脉动特性分析

对外啮合余弦齿轮泵的瞬时流量及流量不均匀系数等公式进行了理论推导。运用M atlab软件对余弦齿轮泵的流量及脉动进行了计算及数值仿真。结果表明,与相同参数的渐开线齿轮泵相比,余弦齿轮泵的平均流量大,而流量脉动要明显小于渐开线齿轮泵,并随齿数的增多而逐渐减小。研究结果可为余弦齿轮泵的设计和推广应用提供依据。

时频谱相似性度量的故障特征提取方法

针对齿轮或轴承在局部故障损伤状态下的振动信号,提出一种基于时频谱相似性度量的故障特征提取方法,用于齿轮或轴承相关故障的诊断。该方法首先利用比例因子可调的S变换对振动信号进行时频变换;然后在S变换时频谱中,选取一个显著的冲击特征,保持其频率不变,令其沿时间轴方向,从初始时间平移至终了时间,同时计算冲击特征与所遮掩时频区块之间的余弦相似度和相关系数;平移结束后获得余弦相似度和相关系数的曲线。仿真信号和齿轮、轴承故障振动信号的处理结果表明,余弦相似度曲线和相关系数曲线均可展现出故障冲击特征的周期性变化规律,且两者的频谱均能够提取出故障特征频率,实现齿轮或轴承相关故障的识别。

基于DCT压缩的JPEG图像检索算法

提出一种JPEG图像检索算法,将熵解码后的DC系数差本地二值化,提取DC差向量来体现原始图像中像素的灰度分布。考虑到每个DCT块中的AC系数对图像内容的表征能力,针对每个DCT块选择前9个最大的AC系数,构造AC系数特征向量用于检索。实验结果表明,该算法具有较好的检索效果。

空域中实现基于DC系数的图像水印算法

针对多数图像水印算法是在单一的空域或频域中执行的现状,提出一种结合两者优点的彩色图像盲水印算法。根据DCT域中DC系数的形成原理,在空域中直接求得亮度分量Y中8×8子块的DC系数并建立其量化表;在空域中通过直接修改像素值实现在DCT域中修改DC系数来嵌入水印的目的。水印的提取不需要原始水印和原始宿主图像。实验结果表明,该算法既有频域算法鲁棒性高的优点,又有空域算法执行效率高的优点。

基于DCT系数无参考模糊图像质量评价方法

离散余弦变换系数的变化能够有效反映图像的模糊程度变化,基于离散余弦变换系数提出了一种无参考模糊图像质量评价方法。该方法首先通过对图像进行离散余弦变换,得到图像的离散余弦变换系数作为图像质量变化的特征向量,然后使用支持向量回归模型对此特征向量进行训练学习,得到特征向量与模糊图像质量分值之间的映射关系模型,预测图像质量。在LIVE2、CSIQ和TID2008 3个数据库上检测该方法的性能,实验结果表明,新方法预测得分与主观得分有较好的一致性,获得了比较好的评价指标。

叶绿素浓度垂直不均一分布对于分层水体表观光学特性的影响

以往大部分海洋光学和海色研究都是以海洋光学有效成分及固有光学特性垂直均一分布的假设为基础进行的,然而海洋观测表明海水成分的垂直不均一性大量存在。文章通过Hydrolight辐射传输模拟研究了叶绿素浓度垂直不均一分布对海水表观光学特性的影响。叶绿素浓度垂直不均一分布由高斯模型来近似模拟,选择成熟的一类水体生物光学模型,利用Hydrolight辐射传输代码模拟表观光学特性,将垂直不均一廓线情况下模拟的表观光学特性值与具有本底值的均一廓线情况所模拟的相应值进行了比较。结果表明,水表面以下的叶绿素浓度最大值增加了蓝光波段的遥感反射率,减小了绿光波段的遥感反射率,而且改变了水体中辐射的方向分布,在叶绿素浓度最大值处,下行辐射漫衰减系数和平均余弦廓线分别出现峰值和谷值。

频谱密度函数相似性比较的齿轮箱故障诊断

为降低齿轮箱振动信号频谱分析与故障识别的难度,提出了基于频谱核密度估计与密度函数相似性比较的齿轮箱故障诊断方法。首先针对齿轮箱的每一种故障状态采集多组振动信号,利用核密度估计方法对每组振动信号的频谱求取密度函数;然后选取一部分密度函数进行算术平均化,得到对应故障状态下的标准密度函数;最后根据测试振动信号频谱密度函数与各种故障状态标准密度函数之间的余弦相似度值与相关系数值,对齿轮箱的故障状态进行识别。试验结果表明:与振动信号的频谱相似性比较方法相比,所提方法对于齿轮箱故障状态的判别具有更高的准确率,同时对应于齿轮箱的不同故障状态,相关系数比余弦相似度显示出更大的差异性,具有更好的适用性。

烟用香精UPLC指纹图谱的夹角余弦、相关系数与欧氏距离评价

以Acquity UPLC TMBEHC C18柱作色谱柱,硝基苯为内标,乙腈-0.1%甲酸水溶液为流动相,检测波长254nm,采用超高效液相色谱(UPLC)法测定了10种烟用香精6批次样品、稀释品和掺兑品,而后采用相对保留值和相对峰面积法对所有成分的保留时间和色谱峰进行处理,建立了烟用香精UPLC指纹图谱,再用夹角余弦、相关系数与欧氏距离法对UPLC指纹图谱进行处理,并通过比较各批次香精样品的夹角余弦、相关系数与欧氏距离接近程度评价这些香精质量的稳定性。结果表明:夹角余弦、相关系数和欧氏距离都能够在一定程度上反映出烟用香精的质量变化,而夹角余弦和相关系数的差异不大,且比较相似,但在小量浓度变化上表现不明显,而欧氏距离则能反映香精浓度和种类的变化。