针对工业现场数据的强非线性、时序性特点,提出了一种结合移动窗口的局部加权自适应核偏最小二乘（LW-AKPLS）算法。在建模阶段,通过移动窗口法对数据集进行动态时序划分后,利用自适应核PLS（AKPLS）进行建模;与固定核函数的核PLS（KPLS）不同,AKPLS对于不同子数据集能自适应地选出各自的最优核函数,使模型结构与子数据集充分匹配,有效提高了子...
多故障并发时,故障征兆表现复杂,并非多个单故障征兆的简单叠加,而且故障振动信号往往具有非稳态性,加大了多故障诊断的难度。为此,提出了一个面向多故障诊断的分层架构。联合应用互信息最大化准则与灰色关联分析,对待诊断的多故障与潜在的单故障模式之间的关联特性进行定量评价,据此建立候选故障集合;在此基础上,分别提取候选故障与多故障模式...
地震勘探中并行震源地震数据中的工频噪声普遍存在,其强度一般弱于浅层强反射,但明显淹没中浅层弱反射信号及深部信号,造成勘探深度受限。目前已有的工频噪声压制方法很少考虑工频频率不稳定以及信号频率和工频噪声频率部分重叠的特征,因此压噪效果不理想、方法适用性受限。针对具体的工频噪声在并行震源地震勘探数据中的实际特征提出了一种基于...
为自动炼钢过程中炉口火焰光谱数据的有效特征提取提供一种快速算法,实现自动炼钢过程的碳含量和温度值的动态预报,以推动智能炼钢进程。本研究采用分波段最小二乘拟合算法对炉口火焰光谱信息的稳定特征进行提取,采用小波分析方法对炉口火焰光谱信息的不稳定特征进行提取,构建了时间、光谱数据主特征、累计耗氧量、碳含量、温度值等一一对应的样...
针对智能车中激光雷达与相机的配准问题,提出了一种基于点云反射值与图像灰度值最大互信息的自动配准方法。该配准方法以刚体变换作为两传感器间坐标变换模型,首先利用点云反射值和图像灰度值计算互信息,将互信息值作为相似性度量,然后分别采用Barzilai-Borwein算法和改进Powell算法搜索互信息最大值,从而求得最优配准参数,最后通过实验对两种优...
通过对数字式摆式摩擦系数测定仪的摆动轨迹建模研究,建立了摆初始位置势能变化量与对应弧度变化量的关系;推导了弧度与竖向位置变化量之间的关系,论证了摆的初始位置越靠近水平,单位弧度对应的摆的势能变化量越大,释放摆的过程中因机械抖动等引入的误差越大;推导了摩擦系数计算模型,确定了最佳计算公式选择条件,论证了数字式摆式仪的摩擦系数取...
切削力的测量对于切削加工具有重要意义。为准确可靠地测量铣削加工过程中的三维铣削力,提出了一种安装在主轴上的光纤光栅三维铣削力测量方法,可在理论上对三维力进行解耦。基于材料力学的超静定理论分析和实验研究,分别得到三维力与应变之间的关系,X、Y方向灵敏度误差不超过2.6%,Z方向的灵敏度误差较大为15.3%;进行了模态实验,得到测力仪满足...
原子力显微镜（AFM）是纳米科学技术领域中的常用工具。AFM扫描成像前需要手动或半自动操作步骤实现探针与样品逼近过程,自动化程度低、操作繁琐,探针容易受损。由此,提出了一种粗精结合的分段式自动定位方法。在粗定位阶段,采用自动聚焦定位方法,提出了一种最强边缘拉普拉斯算子均值算法,具有很强的抗噪性能,可以适应AFM长行程、不同纹理样品自...
针对传统三维激光等角扫描方法存在空间分辨率不均匀问题,提出一种三维激光扫描等空间分辨率方法。扫描仪采用轴向优先模式进行扫描,将每一周扫描轨迹分成N等分,每一分割点为关键点,根据m-1周关键点测量距离值和预设的相邻点间距值估算第m周中关键点的位置及相邻关键点之间的扫描时间,然后进行第m周扫描,再估算第m＋1周中关键点的位置以及相邻关...
低频声波可以用来实现对空气温度的非侵入式测量。现有的基于低频声波的测温方法精度较低,如何建立有效的声学测温机制从而提高测量精度需要进一步研究。描述了一个基于低频声源和传声器的新型空气温度测量系统,通过测量空气中的声速达到测量空气温度的目的。首先根据温度、湿度、大气压和空气成分与声速的关系提出了一种通过计算空气密度来计算...
为了实现可见光电视的两档变焦,设计了一款高重复精度、小体积的镜组切换机构。首先根据可见光电视的光学设计结果和功能需求,提出了摆动式镜组切换机构的主要技术指标;然后,根据此指标开展了镜组支撑板、步进电机和伺服控制系统的详细设计或选择;在完成镜组切换机构和可见光电视的精密加工、装调后,对切换机构的切换时间、重复精度及可见光电视...
采用点源透射比法可以对空间光学仪器的杂散光抑制能力进行测试。设计了一套光电探测装置来解决点源透射比测试中宽动态探测范围和微弱信号探测的难题,并搭建一套检测设备对该探测装置的探测动态范围、微弱信号探测能力进行了检测。光电探测装置采用硅光二极管作为光电转换器件,采用增益分级可调的前置放大电路将硅光二极管的光电流转为电压信号...
随着磁轴承在航空航天、军事及民用工业领域的广泛应用,提高其位移传感器的可靠性成为发展重点。而传统磁轴承用电感式位移传感器的结构复杂、测量电路元器件过多,降低了磁轴承系统的可靠性。针对高转速和小转子磁轴承,设计了一种新型自感式位移传感器,分析了自感式位移传感器的工作原理,提出了优化的传感器结构,设计了对应的测量电路,并对传感...
为了提高热电式微机电系统（MEMS）微波功率传感器的灵敏度特性,建立了噪声系数、时间常数和灵敏度的理论解析模型。根据理论解析模型,分析得到了影响噪声系数、时间常数的首要因素、次要因素;然后,探究了噪声系数和时间常数对灵敏度特性的制约;最终,发现制约热电式MEMS微波功率传感器灵敏度特性的两个关键结构参数：热电偶的长度和数目。依据所...
柔性触须传感器是触觉传感器的一种,是对动物触须功能的仿生设计,具有应用范围广、限制小、准确度高等特点,近几年得到机器人研究者的普遍关注。利用霍尔元件和触点传感器作为检测单元,通过对传感器结构的优化设计和对柔性触须的受力分析,提出了一种仿生柔性触须传感器的设计方法,并推导了柔性触须传感器的定位方法,实现了对接触物体三维位置的...
随着对手术外科、重症监护室（ICU）等科室患者血液凝固情况床旁快速检测（POCT）的需求越来越大,凝血快速检测技术及方法引起学者及商业的广泛关注。采用电磁振动原理,通过动力学建模,建立由弹性支撑和电磁感应器件组成的振动系统微分方程,并进行谐响应分析与振动疲劳耦合分析,优化分析结果并搭建测试装置。利用本装置与凝血试剂配套,建立POCT...
贴片天线传感器因无源无线、结构简单,能同时感知结构应变、裂纹等优点,在结构健康监测中具有广阔的发展前景。针对贴片天线应变传感器一维测量特性与被测结构的多维变形之间的维度差异问题,从理论上分析了贴片天线传感器的双频应变敏感特性,设计了一种用于二维应变测量的组合贴片天线传感器,由垂直布置的贴片天线及一片斜向45°布置的寄生贴片天...
为解决变形机翼柔性蒙皮形状实时监测问题,研究柔性蒙皮形状光纤传感及重构方法。理论分析了光纤光栅波长漂移与柔性蒙皮弯曲曲率的关系以及基于曲率信息的插值曲面重构算法;建立了柔性蒙皮曲率标定实验系统,制备了两层硅橡胶间加入有机硅胶并布设光纤光栅传感器的柔性蒙皮;实验测量了不同曲率下不同样本之间的波长漂移,分析了光纤光栅波长漂移...
建立了热电堆式热流传感器在高温环境下的非稳态传热理论模型,深入分析了输出电压和热阻层上下表面温差等参数之间的关系;然后基于有限元软件Abaqus对模型进行了验证,并结合实验数据探讨了导热系数、塞贝克系数对输出信号的影响,最后提出了优化方案。结果表明,当热阻层最高温度超过1 500℃时,其导热系数会发生较明显变化从而引起输出信号的非线...
应力集中和疲劳裂纹萌生是造成高速列车轮对突然失效、产生裂纹的主要原因,采用金属磁记忆检测高铁轮对的异常应力集中和微裂纹,可以实现早期故障的预防。首先,对高铁轮对多通道采集的磁记忆信号进行相似度判别,消除多通道磁记忆信号的相异性,提高检测的可信度;其次,对含有轮轨噪声、集电系统电磁噪声、空气动力学噪声的磁记忆信号,采用平稳小波...
机械健康监测正进入大数据时代,针对传统轴承故障检测存在的采样数据量大、故障特征依赖主观选取等问题,研究了轴承故障信号变换域的压缩采集、自动特征提取及诊断方法。基于压缩感知和深度学习理论,研究用随机高斯矩阵实现轴承信号的变换域压缩采集,并将此信号输入深度神经网络实现故障的智能诊断。该方法克服了传统针对时域信号的特征提取计算...
风场区域气候周期性变化及气象条件瞬时变化都会直接影响风电机组设备运行状况,已有齿轮箱故障预警策略较少与周边相似风机联动,偏向于＂单体预警＂。将高斯混合模型、动态时间规整及熵权值算法三者紧密结合,提出了一种基于群体多维特征相似性的故障预警策略：通过与周边风机的相似性联动,消除周期性及瞬时性环境因素对预警结果的影响;采用分级...
许多工业生产过程数据很难满足单一的分布,一般是高斯和非高斯成分共存的混合分布,并且在过程数据的提取中,会隐藏表征故障的有用信息。为了解决高斯与非高斯的混合多分布问题,充分提取过程数据的有效信息,提出一种基于WICAWGNPE的高斯和非高斯联合指标间歇过程监控方法。首先采用WICA算法提取非高斯成分;然后对提取非高斯成分后的残差使用WGNPE...
以购物商场等公共场所的环境空气为监测和治理对象,针对喷雾抑尘后空气的粉尘浓度在线监测结果易受高湿度环境影响等问题,利用统计模型法的经验公式对光散射法监测结果进行修正,以克服湿度对粉尘浓度监测准确性的影响。运用国际上规定的粉尘监测的基准方法（滤膜称重法）,对湿度修正光散射法进行平行对比监测试验,试验结果表明修正后的光散射法...
激励电源性能直接影响脉冲涡流热成像的信号特性提取、检测灵敏度和缺陷检出率,针对常规水冷铜管式感应加热电源存在电磁耦合效率低、加热均匀性差等问题,提出了一种含U型磁轭探头的新型脉冲激励电源。基于脉冲涡流热成像检测理论和电磁热耦合方程,提出了一种将激励线圈缠绕在U型磁轭上的探头结构,进一步分析了加热时间对试样裂纹区域温度场的影...
为解决传统的无线传感器网络中节点电池容量严重受约束的问题,一些新兴技术如无线射频能量捕获技术被应用到传感器网络中。在这种射频能量捕获的可充电无线传感器网络中,为了节约成本,一般采用可以移动的能量发射机（小车）周期性地移动给所有传感器节点供电。其中,如何规划小车的移动轨迹以及如何分配充电时间是一个值得关注的问题。基于一个分...
针对传统无线传感器网络定位算法在信标节点密度较低时定位误差较大的问题,提出了一种基于加权最小二乘的迭代定位算法。首先,该算法将最小二乘估计器进行线性化处理,并根据节点之间的距离量测的方差进行加权,获得加权最小二乘估计器。然后,通过分析定位过程中影响未知节点定位精度的因素,基于空间点分布的椭圆拟合,对信标节点的线性化程度、离...
针对三维片上网络（3D NoC）中IP核并行测试任务复杂、测试效率较低的问题,结合3D NoC测试的特点建立了一种时间Petri网模型,将变迁激发序列作为并行测试任务规划方案。为了获得最短的测试时间,设计拆分编码,在测试路径分配基础上进行顺序调度优化,采用两级递阶蝙蝠算法对变迁激发序列集进行搜索,将测试资源合理有效的分配给各IP核。仿真结果表...
针对架空-电缆混合线路、多分支线路、环形网络线路以及多端电源的配电网线路拓扑结构的故障测距难题,提出一种新颖的故障测距方法。融合配网自动化系统信息,动态重构配电网络,采用多端行波时差数组群比法识别故障区域,为便于线路网络解耦,将混合线路归一化,运用包含故障区域的网络最优路径法将复杂配网拓扑解耦为树状结构,利用基于故障区域局部...
针对虚拟康复系统在个体适应性、安全可行性和主动参与性等方面的研究需求,提出一种基于脑肌电反馈的虚拟康复系统。采集执行不同手势动作对应的脑电信号及表面肌电信号,提取不同肌肉模块的肌电特征送入支持向量机模型进行运动意图识别;提取脑电和肌电疲劳特征,并提出一种萤火虫-模糊神经网络算法,通过脑肌电疲劳特征实时优化调节虚拟场景的控制...
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