面波压制的TT变换法

在地震勘探中,面波的频率比其他有效地震波的频率低,往往被视作干扰波而需要压制,以突出有效波.TT(time-time)变换具有很好的频率聚集能力,它将高频信号聚集在TT变换域的对角线位置,通过提取TT变换域的对角线附近的元素,就可以压制低频面波,突出反射波.对物理模型和实际数据进行处理,并与传统的高通滤波方法进行对比,结果表明:TT变换实际上是S变换的延伸,与S变换有着密切的联系,有无损可逆性,而且具有很好的频率聚集能力.TT变换在压制面波方面有较好的效果,但在提取高频、压制低频的同时,漏掉了一些低频的有效信号,同时也保留了部分高频干扰,这是TT变换在信号分析中的不足之处.因此,在实际应用中应将TT变换和S变换结合起来,避免一些解释上的假象.     

减小离散误差的时频峰值滤波算法

提出减少时频峰值滤波分段点处阶跃误差的改进方法.经过研究时频峰值滤波在频率调制和时频平面峰值滤波时产生的离散误差以及尺度变换方式,发现分段点处阶跃误差与离散傅里叶变换的长度成反比,且与零点在尺度变换后产生的不确定值有关.提出基于定零点尺度变换的时频峰值滤波,在信号尺度变换时将零点变换到瞬时频率区间上的固定值,使各段时频峰值滤波零点偏移量一致,从而消除分段点处的阶跃误差.仿真实验和实际地震信号时频峰值滤波处理结果表明,改进的时频峰值滤波算法能够有效消减随机噪声,减少分段滤波在分段处的阶跃.     

电力设备绝缘性在线监测方法

为了减小电力设备绝缘性在线监测装置安装和维护的难度,降低现场干扰对测量精度的影响,提出了一种利用无线传感器网络(WSN:Wireless Sensor Networks)通信及授时、采用相关性算法计算介质损耗角的新方法.详细阐述了方法的测量原理、同步测量授时方法,对相关性算法计算相角进行了理论论证,并导出软件实现公式,设计了用于验证该方法的在线监测系统.通过对比得出,相关性算法比FFT(Fast Fourier Transformation)算法的效率提高了128倍,且精度更高.现场模拟实验表明,基于该方法的监测系统对介质损耗因素tanδ的测量精度达到了 0.039%,较QS1西林电桥法具有更强的抗干扰能力.     

基于分步傅里叶变换法对非线性薛定谔方程的数值仿真

介绍一种数值求解非线性偏微分方程的方法;分步傅里叶变换法.光脉冲信号在光纤中传输时,同时受到色散效应和非线性效应的影响.所以利用分步傅里叶变换法,考虑光信号在光纤中传输一段微小距离的情况下,先计算色散效应对光脉冲的影响,然后再计算非线性效应对光脉冲信号的影响,进而近似求出非线性薛定谔方程的数值解.最后,应用MATLAB软件来数值仿真这个数值解,仿真结果可以清晰看到色散效应对光脉冲的脉冲展宽,以及非线性效应对光脉冲的影响.     

火星壤采样探测技术研究进展与发展趋势

在火星探测任务中,火星壤探测的有效性和重要性突显了对火星壤采样探测技术的迫切需求.对人类至今为止的45次火星探测任务进行了集中化和图形化综合,阐述了四种火星探测方式:飞掠探测、环绕探测、着陆原位探测和着陆巡视探测.在阐述了各国/机构的火星壤采样探测技术及设备的工作机理、参数性能和发展现状,以及各国未来的火星探测计划的基础上,对目前已采用的火星壤采样探测方法进行了对比、分析及评价,并阐述了六种火星壤采样探测方法:铲挖式、钻取式、穿透式、鼹鼠式、研磨式和爪簧式.进一步对火星壤采样探测面临的地球资源约束、火星环境约束、火星地质约束和通讯时延约束四类关键技术难点和挑战做出了分析.最后,对火星壤采样探测技术的范围扩大化、需求多样化、策略长远化和实现智能化四类发展趋势做出了展望.     

基于频域滤波的电缆线芯图像纹理消除研究

电缆作为电力传输的重要部分,其线芯质量关系到用电安全及传输效率。 在利用机器视觉技术测量电缆线芯结构参数 时,刀痕纹理严重影响了图像分割效果,降低了测量精度。 针对这一问题,提出了一种基于改进频域滤波的线芯截面图像刀痕 纹理消除方法:首先采用相对总变差模型分解线芯截面图像,得到纹理图像描述;对线芯截面纹理图像进行快速傅里叶变换,分 析刀痕纹理在频域中的能量主方向;研究改进型巴特沃斯陷波滤波器,设计椭圆形的邻域窄阻带以降低刀痕纹理对应的带状区 域能量,从而消除刀痕纹理。 实验结果表明,该方法的刀痕纹理消除率可达 92% ,提升了电缆线芯质量检测的效率。     

一种不定长水尺图像水位测量方法

针对水尺图像水位识别中存在的多根水尺拼接、水尺拍摄不完整以及环境适应性差等问题,从摄影测量学角度提出一种复杂光照条件下不定长水尺图像水位测量方法。首先通过人工选取的标识点构建水尺在像素坐标系和世界坐标系之间的透视投影关系;然后利用水尺的颜色特性将水尺与背景分割并二值化;再根据二值化图像使用方差均值阈值法检测水位线位置;最终通过投影关系计算出水尺图像中水尺中线的表达式,并结合水位线位置计算出水面上水尺中线的真实长度,获得水位值。本文对水文站真实水尺图像进行了测量实验,将检测结果与遥测水位值进行对比,结果表明本方法提高了不定长水尺图像水位检测的可靠性,测量精度达到1 cm,检测分辨率为1 pixel,基本满足水文站水位监测要求。     

用于心电信号的能量最大化模拟信息转换系统

现有便携式心电采集系统需要低功耗高分辨率的模拟数字转换模块,虽然基于脉冲宽度调制的模拟信息转换器(AIC)可以有效降低系统的采样速率,但是该系统量化部分的转化时钟与量化精度成正比,因此存在功耗过高的问题。依据心电信号的能量不均衡特性,提出一种基于功率熵的精度可调时间-数字转换模块(TDC)设计方法。以能量最大化作为设计准则的基本思想,通过分析ECG信号的功率谱熵,确定系统观测向量所需的最小量化精度,实现AIC时间编码系统的优化设计。测试结果表明,该设计方法能够在压缩比为4,重构信噪比为38.91 dB,重构精度为0.36%的情况下,在采样心电信号的同时减少了80%的TDC内部时钟动态翻转,从而有效降低功耗。     

Kriging和距离因子辅助的全局优化方法

基于Kriging元模型的优化方法通常存在优化效率较低、收敛速度较慢、昂贵估值次数较多且难以有效平衡Kriging模型的局部与全局搜索行为等弊端。为此,提出一种序列Kriging和距离因子辅助的全局优化方法。其实现过程主要包含两个阶段:一是利用Kriging模型近似复杂昂贵的黑箱函数;二是利用Kriging模型与距离因子的乘积构造加点采样法则,并通过免于求导的DIRECT算法优化该法则,以获取新的昂贵估值点。六个数值函数测试和一个摆线泵仿真实例验证所提出方法的有效性。     

序列Kriging仿真优化方法综述

通过深度学习来挖掘设计变量、目标参数与Kriging模型之间内在关系的序列Kriging仿真优化方法已成为基于元模型优化的研究前沿和热点.但仿真优化过程中存在建模效率较低、收敛精度不高、多点采样的并行仿真难以实现等问题.如何在少量昂贵仿真估值条件下提高优化效率和收敛精度是序列Kriging仿真优化方法研究的主要内容.为此,对序列Kriging的近似建模方法、无约束优化、多点并行优化以及约束优化进行综述,介绍经典优化方法、若干改进及相应工具包,并展望所面临的问题和挑战.