温度应变双参量同时测量的光纤传感技术研究

光纤光栅用于传感领域存在应变和温度的交叉敏感问题。从温度与应变的分离方法方面主要分双波长矩阵法和双参量矩阵法两类,综述了用于温度和应变同时测量的光纤光栅传感器的最新研究成果,对一些基于其他理论的新方法也做了简要的介绍。概括了各方法的基本原理,并对这些方案的优点和不足进行了分析。

双变量小波阈值去噪和改进混沌预测模型在短期电力负荷预测中的应用

混沌预测是电力负荷预测研究的新焦点。该文提出双变量阈值函数和改进混沌预测模型相结合的新方法。该方法克服了传统最大Lyapunov指数预测模型对噪声干扰比较敏感、计算量大、预测时间长以及预测精度不高等缺陷。通过对典型混沌系统和实际电力负荷系统进行短期预测分析,证明该方法能较好排除无关因素对预测的干扰,缩短预测时间,有效提高预测精度。

基于RSSI跳数修正的DV-Hop改进算法

针对原始DV-Hop算法中跳数值不能反应出节点间实际距离大小而导致拓扑不规则网络中节点定位误差较大的问题,提出了一种基于接收信号强度指示RSSI(Rceived Sgnal Srength Idicator)的改进算法。首先根据直接邻居节点接收到的RSSI值对第1跳进行分级,细化跳数;同时把节点间的距离比值作为权值,并将其转化为相应RSSI的关系对跳数进行加权修正,使获得的跳数值更准确。仿真结果表明在相同的网络环境下,与传统算法相比改进算法在不增加额外硬件的前提下有效地提高了定位精度。

改进LMD及高阶模糊度函数的管道泄漏定位

针对天然气管道泄漏定位的问题,提出一种基于改进局域均值分解(LMD)及高阶模糊度函数的时延估计方法。该方法首先采用改进的LMD对声发射信号进行分解,获得多个PF分量,进而提出根据K-L散度的PF分量自动选择算法,获取含有主要泄漏信息的PF分量,在此基础上,研究了基于高阶模糊度函数计算声发射信号的时频参数,并通过时频分析获取特征频率的到达时间差,最后结合泄漏产生的广义声发射信号的传播速度完成对天然气管道泄漏的定位。实验结果表明,提出的方法能够进行定位且精度较直接相关法明显提高。

基于小波半软阈值消噪的盲源分离方法

为了有效提取含噪机械故障信号中的故障特征信息,研究了一种基于小波半软阈值消噪的盲源分离方法。利用小波半软阈值对故障信号进行消噪处理;采用联合近似对角化算法对信号进行盲源分离;考虑在噪声干扰下预消噪常常不足以消除全部噪声,因此在盲源分离后再进行适当的消噪处理,以提高其分离性能。实验验证了所提出方法的有效性和可行性。

基于HMM校正与神经网络延拓的EMD端点效应抑制方法

针对神经网络延拓方法在抑制经验模态分解的端点效应时存在的延拓数据与真实数据往往存在误差的问题,提出了一种基于HMM校正的方法来减小预测延拓数据误差。首先利用径向基函数(RBF)神经网络预测估计方法对部分原始数据进行估计,同时对端点外数据进行预测。然后计算该方法估计的数据与真实数据的误差序列,再用HMM方法建立估计误差序列模型,用以预测延拓后数据的误差。最后用RBF神经网络延拓数据减去HMM预测的误差数据得到新的校正后延拓数据。仿真与实验证明了将HMM预测方法与RBF神经网络数据延拓结合应用到解决端点效应的过程中所得到的延拓数据更接近真实数据,能够更好地解决端点效应问题,提高了经验模态分解精度。

基于DEMD和对称差分能量算子解调的滚动轴承故障诊断

针对机械故障振动信号多为调制信号的特点,为了更好地提取多分量调幅调频信号的幅值和频率信息,提出了基于微分的经验模式分解(DEMD)与对称差分能量算子相结合的解调方法。利用DEMD算法将原始振动信号进行分解,得到若干个单分量信号;对每一个单分量信号进行三点对称差分能量算子解调,得到各单分量信号的瞬时幅值和瞬时频率,并计算出包络谱。将该方法应用于仿真信号和滚动轴承故障信号的诊断,实验结果表明,该方法能有效地提取机械故障信号的故障特征,实现旋转机械故障诊断。

融合小波分解与时频分析的单通道振动信号盲分离方法

针对单通道振动信号盲源分离是一个病态问题,且传统的振动信号盲源分离方法往往忽略信号的非平稳性的问题,提出了一种融合小波分解与时频分析的单通道振动信号盲源分离方法。首先利用小波分解与重构将单通道信号转化为多通道信号,解决了盲源分离的欠定问题;然后利用基于时频分析的盲源分离算法分析非平稳信号,得到源信号的估计信号,实现了非平稳信号盲源分离。仿真和实验结果表明,该方法可以有效地解决单通道非平稳振动信号的盲源分离问题。

基于密度的空间聚类与霍夫变换相结合的欠定盲源分离混合矩阵估计

为解决欠定盲源分离中混合矩阵估计问题,提出了一种基于密度的空间聚类与霍夫变换相结合的混合矩阵估计算法。该算法首先通过基于相角的单源时频点处理增强信号的稀疏性,然后针对K-means算法需预先设置聚类个数的问题,采用基于密度的空间聚类算法对单源点进行自动分类以估计源信号个数,进而估计得到混合矩阵。为提高估计混合矩阵的精度,采用霍夫变换方法修正聚类中心。基于密度的空间聚类算法的运用也克服了霍夫变换峰值簇拥问题。实验结果表明,基于密度的空间聚类与霍夫交换相结合的方法能在源信号数量未知情况下准确估计混合矩阵,且估计精度高于K-means算法和基于密度的空间聚类算法。

小波改进阈值去噪和经验模态分解相结合的旋转机械故障特征提取

针对实际工程信号易受噪声干扰导致提取的故障特征不明显的问题,将小波改进阈值方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)相结合,提出一种基于小波改进阈值的经验模态分解去噪方法,并应用到旋转机械故障特征提取中。首先,为了克服传统小波阈值方法在阈值函数的连续性以及重构误差等方面的不足之处,研究小波改进阈值方法并利用其进行振动信号预处理,减少随机噪声对振动信号的干扰,同时减少EMD分解过程中的分解层数以及其边缘效应对有用信号分解质量的影响。在实际应用中,由于振动信号中混有多种不同性质的噪声,预消噪处理常常不足以消除全部噪声的干扰,因此有必要用EMD相关度方法适当地消噪后处理,提高故障特征提取的准确度,研究为旋转机械故障进一步识别诊断提供了重要的参考。

基于MSP430和模糊PID油田注水流量控制系统

介绍了一种基于MSP430单片机的低功耗油田注水流量控制系统,该系统以阀门为控制对象,利用MSP430的Tim er A模式,产生PWM输出控制信号,实现电机的PWM控制,从而通过控制注水阀门的开度,调节注水流量。采用模糊自调整PID控制,实现油田注水流量的闭环调节,同时,利用GPRS模块将数据远距离传送给PC机,实现远程控制,在低功耗设计上,除了在硬件上选用低功耗芯片外,还利用软件设计进一步降低了功耗,仿真结果表明:采用PWM和模糊自调整PID控制流量具有良好的动态、稳态性,从而证明了这种设计的合理性和优越性。

基于EMMD的欠定旋转机械振动信号盲源分离

传统盲源分离算法通常基于观测信号数不小于源信号数的假设，当观测信号数小于源信号数时，盲源分离效果较差，而欠定的甚至单通道信号的盲源分离问题普遍存在于旋转机械中，针对该问题，提出一种基于极值域均值分解的欠定旋转机械振动信号盲源分离算法。首先把欠定的观测信号进行极值域均值分解得到一系列本征模函数，将欠定观测信号和其本征模函数组成多维信号，作为新的观测信号实现升维；然后利用奇异值分解和贝叶斯准则进行源数估计，最后利用基于四阶累积量的特征矩阵联合对角化方法实现信号的盲分离。仿真结果表明，该方法能够有效地解决欠定观测信号的盲源分离问题。

视差生长与张量相结合的多基线稠密匹配

针对特征点的稠密匹配问题,提出了一种视差生长与张量相结合的多基线稠密匹配算法。利用SIFT特征提取方法在三视图中提取特征点,并用欧氏距离的方法进行粗匹配,使用所提取特征点的梯度方向特征计算梯度主方向角度差直方图,来去除误匹配,用得到的三视图匹配对计算三焦点张量和视差初值,用来引导稠密匹配。选取得到的两视图匹配点对作为根点进行视差生长,同时利用三焦点张量的点对应,得到三视图稠密匹配,并用视差初值引导匹配,以提高稠密匹配的精度。实验结果表明,本文方法计算出了稠密匹配,最后得到了精确的稠密视差图。

可实现图像自修复的压缩感知超分辨率成像

为了在不增加系统复杂度的前提下实现对降质图像的传输、修复及超分辨率成像,基于压缩感知理论和图像的退化模型建立了一个新型的压缩感知系统.该系统利用图像退化模型中降采样操作和模糊算子改进测量矩阵,并提出了基于小波-Shearlet的图像变换作为稀疏表示方法,在重构端结合迭代硬阈值算法重建图像.实验结果表明,文中系统在重构图像的质量和运算效率上均具备一定优势.

交变电磁场与超声波对硬水溶液及其结晶的影响

实验研究了交变电磁场、超声波及二者协同作用对硬水溶液pH及电导率的影响,并对实验过程中溶液内析出的碳酸钙晶体表面形态及晶体组成进行了观测与研究。研究结果表明:交变电磁场与超声波都能影响Ca(HCO_3)_2溶液内的离子水解平衡;交变电磁场能提升正、负离子的碰撞概率,促进CaCO_3晶体成核并抑制其体积增长;超声波能够促使CaCO_3沉淀的生成,同时增大溶液内离子的迁移速率,破坏晶体内碳酸根排列的有序性,诱导CaCO_3晶体缺陷性生长;通过SEM对最终生成的晶体形态观测可知,交变电磁场与超声波协同作用能够增加CaCO_3小尺寸晶体的数量,并抑制晶体体积生长,且能增加霰石在沉淀中的比例。

一类非线性相对转动系统的组合谐波分岔行为研究

针对一类具有非线性刚度、非线性阻尼的非线性相对转动系统,应用耗散系统的拉格朗日原理建立在组合谐波激励作用下非线性相对转动系统的动力学方程.构造李雅普诺夫函数,分析相对转动系统的稳定性,研究自治系统的分岔特性.应用多尺度法求解相对转动系统的非自治系统在组合激励作用下的分岔响应方程.最后采用数值仿真方法,通过分岔图、时域波形、相平面图、Poincar截面图等研究外扰激励、系统阻尼、非线性刚度对相对转动系统经历倍周期分岔进入混沌运动的影响.