基于高斯过程的改进经验模态分解及应用

传统Hilbert-Huang变换(HHT)的经验模态分解算法是基于3次样条插值的包络线计算方法,存在过冲及边界效应等缺点.针对传统经验模态分解算法求解包络线存在的问题,提出了基于高斯过程回归的改进包络线插值方法.并且讨论了如何优化高斯过程参数,提高了泛化能力及包络线的插值精度,较好地改进了HHT的虚假频率和端点效应问题.通过处理步态数据的试验表明,采用高斯过程方法可以较好地改进HHT存在的虚假频率和端点效应问题,减小了固有模态函数的失真.     

基于二维经验模态分解的重磁异常分离

由于地质过程的复杂性及成矿过程的多期次叠加性,原始重磁异常往往是多种地质因素的混合信息,既包含区域背景异常信息,也包含与矿床(体)、矿化蚀变带以及隐伏岩体等与找矿密切相关的地质要素所引起的局部蓖磁异常.如何从复杂的叠加重磁异常中分离出具有找矿意义的局部异常,是当前矿产勘查和资源潜力评价工作中面临的难题之一.采用经验模态分解(EMD)方法来分解重磁异常,为提高分解的稳健性提出了用双调和样条插值(PSI)进行包罗面插值的新方法,并以云南个旧地区重磁数据为例,对其进行非线性多尺度分解,实现对区域异常与局部重磁异常的分离,揭示了深层次找矿信息并拓宽了经验模态分解方法的应用领域.     

基于CEEMD和排列熵的矿山微震信号降噪研究

针对矿山微震信号采集过程中通常会混入高频噪声的问题,提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)和排列熵的降噪方法对微震信号进行降噪处理。使用CEEMD将信号分解成从高频到低频的数个本征模态函数;计算各模态分量的排列熵值定量表征其随机性程度;通过对含噪声信息较多的IMF分量进行小波阈值降噪,并通过信号重构得到降噪后的微震信号。仿真信号和真实微震信号降噪效果表明,基于CEEMD和排列熵的降噪效果优于CEEMD和EMD降噪法,该方法可以有效去除微震信号中的高频噪声,为微震信号的进一步分析提供技术支持。     

基于经验模态分解和加权最小二乘支持向量机的采空区地面塌陷预测

根据采空区路面塌陷数据的特性,提出了基于经验模态分解(EMD)和加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)预测采空区地面塌陷的新方法,并将其应用于吉林省长平高速公路因刘房子煤矿开采而引起的塌陷预测中.对实测的塌陷数据首先利用三次样条插值得到平滑的信号曲线,然后用EMD对插值后的信号进行时空滤波降噪处理,得到反映塌陷趋势的剩余分量,最后将其馈入到WLS-SVM模型完成预测.预测给出了采空区塌陷的中长期预测结果.得到塌陷区的最终塌陷值为174.34 cm,预测结果与实际监测数据平均偏差约1.06%.对长平高速公路下伏采空区段的实测数据进行分析,并与最小二乘支持向量机(LS-SVM)和BP神经网络预测结果进行了对比.结果表明:基于EMD和WLS-SRM的采空区地面塌陷预测方法具有更高的预测精度和广泛的适用性.     

基于EEMD和关联维数的矿山微震信号特征提取和分类

针对岩体工程中岩体破裂信号与爆破振动信号难以自动区分的问题,提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)关联维数与机器学习相结合的微震信号特征提取和分类方法。利用EEMD将微震信号分解为本征模态函数(IMF)分量,并从得到的IMF分量中筛选出主分量IMF1～IMF4,再通过相空间重构计算出各个主分量的关联维数,最后将所得到的关联维数作为特征向量,使用SVM方法进行微震信号自动识别,并与其他机器学习方法进行对比分析。试验结果表明:该方法对微震信号的自动识别具有较高的准确率,且基于高斯核函数的SVM的识别效果明显优于逻辑回归(LR)和K-近邻算法(KNN)判别法的识别结果,其准确率达到93.7%。     

基于CNKI的X射线荧光光谱研究文献计量学分析

为客观掌握我国X射线荧光光谱(XRF)的研究进展,采用中国知网(CNKI)库内相关研究论文的年度分布、机构、基金、期刊来源等数据,结合Citespace的关键词分析方法,系统揭示了我国X射线荧光光谱的研究进展。结果表明:我国X射线荧光光谱研究处于快速发展阶段,每年论文发表数量呈指数增长;发表研究论文数量最多的是成都理工大学(69篇),总被引频次最高的机构是中国地质科学院国家地质实验测试中心(819次);目前X射线荧光光谱研究受到国家层面的基金支持力度不足;被引频次最高的论文第一作者是李国会(被引93次);发文量和论文被引率最高的期刊是《冶金分析》(300篇、占86.3%);总被引频次和篇均被引频次最高的期刊是《岩矿测试》(2541次、14.4次/篇);关键词分析结果表明,研究热点集中在样品制备、分析方法研究、检测应用;理论研究所占比例远远低于应用研究。所进行的研究对了解X射线荧光光谱的发展动态,推动相关研究工作的深化将产生重要的意义。     

基于在线激光诱导击穿光谱监控高炉流道中铁水组成的传感器研究

本文旨在描述一种比利时冶金研究中心(CRM)研发的用于钢铁生产领域的传感器。这种以激光诱导击穿光谱(LIBS)技术为基础的传感器可以连续测量高炉流道中的化学成分和温度,其目的在于在线评估铁水的化学成分(主要包括铁,碳,硅和锰),以及其温度。这种传感器也可以测量炉渣中氧化钙、氧化镁、二氧化硅、氧化铝和氧化锰的浓度以及铁粒子的存在,这对于安全生产非常重要。这种传感器已用于比利时根特的阿塞洛米塔尔高炉的可行性测试。     

基于X射线荧光光谱的大气重金属在线分析方法的评估及应用

实验自行搭建了一套基于X射线荧光光谱(XRF)的大气重金属分析仪,建立了大气颗粒物中多种重金属同时在线分析的方法,并通过测定标准膜片评估了方法的准确性、灵敏度、重复性以及检出限等。通过与国家标准方法采用的电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)的实验结果对比,结果表明方法能够较为准确的测定大气颗粒物中多种重金属的含量,相对误差在15%以内。采用实验仪器在线测定了一段时期室内外大气颗粒物中重金属的含量,并结合发布的空气质量指数(AQI)进行了初步分析,结果表明重金属与细颗粒物(PM2.5)含量具有一定正相关性;通过在广东某大气超级监测站一个月内的监测数据,证明了仪器实际应用的可靠性。通过上述方法的开发、参数评估以及简单应用,结合多种数据的交叉分析,表明实验方法能够满足日常的重金属监测需要。     

基于EMD的复合故障诊断方法

针对转子不平衡故障和滚动轴承微弱损伤性故障的复合故障诊断问题,提出了一种基于经验模式分解的故障诊断方法,进行复合故障的耦合特征分离和轴承损伤性故障信号特征提取研究.该方法首先通过经验模式分解将复合信号分解为若干个本征模函数(intrinsic mode function,IMF);然后通过计算各IMF与原始复合信号的相关系数确定包含故障特征信息的主要成分,除去虚假分量;最后针对主要成分中的低频成分进行频谱分析提出转子故障特征,针对主要成分中的高频成分进行Hilbert包络解调提取调制故障特征,即轴承损伤性故障特征.仿真及实验结果表明该方法的有效性和实用性.     

基于便携式激光诱导击穿光谱技术的耐热钢老化等级评估

长期承受高温高压耐热钢的运行状态严重影响着设备系统的安全生产,传统检验手段在时间和操作上存在一定的局限性。将开发的便携式激光诱导击穿光谱(LIBS)设备应用于耐热钢失效分析,结合化学计量学方法实现T91钢老化等级的预测评估。首先对不同老化等级T91样品的光谱特性进行了分析,研究了不同表面状态样品的元素特征谱线随脉冲数变化趋势,获取各样品的典型光谱;然后采用K折叠支持向量机递归特征消除算法(K-SVM-REF)对光谱变量进行特征选择,以提高模型预测性能。结果表明基于特征选择的光谱变量较全谱变量建立的支持向量机(SVM)预测模型测试集的分类准确率从84.38%提升到90.63%。此外还研究了样品表面状态对模型性能的影响,为开发的便携式LIBS设备用于实现金属受热面失效诊断的实际测量提供了有效的依据和方法。     

基于变分模式分解和微积分增强能量算子的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承故障振动信号的特点,考虑变分模式分解在复杂信号分解及微积分增强能量算子在瞬态成分检测方面的优势,提出基于变分模式分解和微积分增强能量算子的滚动轴承故障诊断方法.首先利用变分模式分解将复杂信号分解为多个本质模式函数,以削弱背景噪声的影响和满足能量算子对信号单分量的要求;然后根据提出的敏感分量选取原则,从本质模式函数中选出包含主要故障信息的本质模式函数为敏感分量;最后利用微积分增强能量算子强化敏感分量中的瞬态冲击,并根据敏感分量瞬时能量的时域波形及Fourier频谱诊断滚动轴承故障.分析结果表明该方法能够有效诊断滚动轴承故障.     

基于EEMD的轧辊偏心补偿控制

针对傅里叶变换、小波算法等传统信号处理方法在非线性信号的提取与重构中存在的缺陷,提出了基于聚合经验模态分解的轧辊偏心信号提取新方法。另外,针对传统自动厚度控制系统(AGC)在偏心补偿控制中的不足,设计了有偏心补偿环节的 AGC系统。新方法将轧制力信号分解为多个不同特征模态函数,从中提取表征偏心信号的特征模态函数,并用此重构偏心信号,最后将新方法重构的偏心信号投入到此系统中控制轧件厚度。仿真及实验结果表明,利用聚合经验模态分解方法重构得到的轧辊偏心模型可以很大程度减小厚度波动,补偿效果优于小波算法。     

A Study of the Equipment Fault Diagnosing Method Based on EMD and Holo-spectrum

We first introduce the empirical mode decomposition (EMD) and holo-spectrum analysis.Then we decom- pose the vibration signal of the equipment by EMD, re-organize the signal closely associated with the original sig- nal, eliminate the noise signal better, and analyze the holographic re-signal spectrum, which makes the amplitude, frequency and phase combine completely, reflecting the equipment vibration morphology fully.Particularly applying a two-dimensional holo-spectrum can obtain the direction of rotation order harmonic, size, shape, and the relation- ship between order harmonic generation rotor vibrations, and so on.The traditional signal processing methods can not eliminate noise well.We apply this method to the rotor vibration signal of fault diagnosis, eliminate noise and reflect the equipment vibration characteristics well.     

钢中非金属夹杂物异常光谱信号产生机理的研究

采用金属原位分析仪与扫描电镜相结合的方法对钢中非金属夹杂物的异常光谱行为进行了研究。研究表明,夹杂物与基体界面的优先放电呈“扩散”性,并未导致夹杂物异常光谱信号的立即出现,说明夹杂物边缘优先放电不是导致夹杂物异常光谱信号出现的直接原因。通过对夹杂物局部富集程度的计算表明,在相同体积区域内某元素分别以夹杂态和固溶态存在时,夹杂态相对于固溶态有很高的富集程度,结合原子发射光谱分析中影响谱线强度因素的讨论,提出夹杂物异常光谱信号是由于夹杂物局部富集产生。     

一类基于奇异值分解的Lyapunov指数计算方法

基于奇异值分解提出了一种有效的计算Lyapunov指数的方法.该方法既适用于离散系统也适用于连续系统,且避免了频繁的重正交过程.数值计算显示,该方法稳定性好,计算效率较高,计算结果可靠.     

Investigation on Raman spectra and thermal properties of LuVO4 and Nd:LuVO4 crystals

Lattice vibration modes of LuVO4 and Nd:LuVO4 crystals were calculated by using space group theory,and polarized Raman spectra were recorded with four different geometrical scattering configurations at room temperature to test the theoretical prediction and assign the normal vibrations of these crystals.The measured specific heats at 293.15 K were 0.368,0.378 and 0.363 J/(g·K) for LuVO4,2 at.% and 3 at.% Nd:LuVO4,respectively.The thermal diffusivities of Nd:LuVO4 crystals were obtained in the temperature ra...     

基于声信号分析的齿轮故障诊断方法

为了解决齿轮故障诊断中传统的声振信号分析方法容易受到周围设备及环境噪声干扰的问题,提出了一种独立分量分析和自相关分析相结合的齿轮故障诊断方法.首先用独立分量分析分离特征信号和干扰信号,然后用自相关分析提取特征信号中的周期成分.实验结果表明,该方法可以有效地提取在强背景噪声干扰下的齿轮故障特征.     

基于结构谱的中厚板表面缺陷识别方法

为克服传统纹理分析的缺陷识别结果易受光照变化和氧化铁皮不利影响的缺点,提出了结构谱纹理分析方法,并将其应用于中厚板表面麻点、夹杂、结疤等缺陷的识别.实验结果表明,结构谱方法具有较好的光照不变性,对麻点、夹杂、结疤等缺陷的识别率要高于灰度共生矩阵、Laws纹理能量、傅里叶功率谱等其他纹理分析方法.     

基于DSP的雷达测速数据处理与通信系统

针对中国金属矿山斜井人车的测速问题,主要介绍了DSP芯片TMS320VC5402的特性.利用现代谱估计的算法,在DSP芯片中对检测车辆雷达运动产生的多普勒频率进行频谱分析.文中给出系统硬件、软件设计结构和原理图,改善了原有光电测速精度,提高了系统工作稳定性和可靠性.整个装置体积小、质量轻,可实现便携式测量.