一种基于FPGA的激光干涉低频振动校准方法

针对现有外差激光干涉法存在低频振动校准时采集及处理数据量大,导致处理系统内存不足或处理时间长等问题。基于FPGA的外差激光干涉仪输出S/PDIF信号解码提出了一种低频加速度计振动校准方法,其能够在减少数据处理量的同时保证校准精度。实验结果表明,该方法能够实现0.1~10 Hz频率范围内的高精度灵敏度幅值与相位校准。     

改进鲸鱼算法优化核极限学习机在水质光谱分析中的应用

为提高水质光谱分析模型的学习速度与预测精度,采用核极限学习机对水质光谱进行建模,并提出一种具有动态惯性权重的改进鲸鱼优化算法对模型进行参数优化。由于极限学习机的输入权值矩阵和偏置是随机生成的,故引入核方法以减小其输出权值矩阵的波动;将鲸鱼优化算法中的惯性权重在非线性递减的基础上引入随机因子,通过动态调整惯性权重以平衡算法的全局搜索能力与局部开发能力。与传统优化模型进行了对比实验,实验结果表明:基于该方法所建模型具有更高的预测精度,而在相同的学习迭代次数下,核极限学习机的运行时间相对于传统算法约下降50%,且改进鲸鱼优化算法能够以更快的收敛速度使模型达到全局最优。     

基于像素偏振片阵列的实时水下目标成像技术

借助偏振成像可以增强水下目标的探测效果。传统的偏振成像方法需要光学检偏器的机械转动来实现,这限制了其在水下的实时探测性能。采用基于像素偏振片阵列图像传感器开发的相机设计了一种水下实时成像系统。系统通过阵列上排布的四向微偏振片一次性捕获四向偏振图像,从而全局估算背景杂散光的偏振角和偏振度。然后利用偏振信息反解得到杂散光光强,最后借助水下成像物理模型得到去散射后的目标增强图像。实验结果表明,将像素偏振片阵列图像传感器应用到水下成像能够有效增强水下图像的对比度,且成像处理过程实时快速,进一步提高了水下目标的探测效率。     

全介质超周期光栅太赫兹波段宽带完美反射器设计

提出一种超周期全介质光栅结构,该类结构在单个周期内具有多个不同宽度亚单元光栅条,基于优化超周期单元结构的占空比、高度以及光栅条宽度等几何参数,实现太赫兹波段(1.2-2.0THz)宽带完美反射特性。利用S-参数反演算法,有效提取亚波长超周期全介质光栅结构的等效参数,包括等效折射率、等效介电常数、等效磁导率以及等效阻抗。分析超周期光栅结构等效参数,结合完美反射条件,证实该类光栅结构的宽带完美反射特性。基于矢量全波计算方法,数值模拟超周期光栅结构的电磁场分布,揭示其宽带太赫兹波完美反射Mie氏谐振特性和电磁耦合特性。     

基于热腔反射法测量黑体空腔发射率

黑体空腔的有效光谱发射率高精度评价是制约辐 射测温及光学辐射测量标准性能提升的瓶颈。本文 基于热腔反射法,建立了一种高精度测量黑体空腔有效光谱发射率的实验系统。通过比较测 量标准样品和 黑体空腔对双温光阑的光谱辐射亮度的反射,高精度获取黑体空腔的反射率,进而基于Kirc hhoff定律获 得发射率。利用该系统对于温度范围在30 ℃～80 ℃之间空腔的法向有效发射率开展了实验研究,结果表明 空腔法向发射率优于0.999,测量结果的统计 标准偏差优于0.016%。实验结果与Monte Carlo模拟结果的一致性优 于0.04%,验证了测量系统的可靠性。     

多层前向人工神经网络图像分类算法

传统人工神经网络的输入均为向量形式,而图像由矩阵形式表示,因此,在用人工神经网络进行图像处理时,图像将以向量形式输入至神经网络,这破坏了图像的结构信息,从而影响了图像处理的效果。为了提高网络对图像的处理能力,文中借鉴了深度学习的思想与方法,引进了具有矩阵输入的多层前向神经网络。同时,采用传统的反向传播训练算法(BP)训练该网络,给出了训练过程与训练算法,并在USPS手写数字数据集上进行了数值实验。实验结果表明,相对于单隐层矩阵输入前向神经网络(2D-BP),所提多层网络具有较好的分类效果。此外,对于彩色图片分类问题,利用所提出的2D-BP网络,给出了一个有效的可行方法。     

基于差异性和准确性的加权调和平均度量的 基因表达数据选择性集成算法

基分类器之间的差异性和单个基分类器自身的准确性是影响集成系统泛化性能的两个重要因素,针对差异性和准确性难以平衡的问题,提出了一种基于差异性和准确性的加权调和平均（D-A-WHA）度量基因表达数据的选择性集成算法。以核超限学习机（KELM）作为基分类器,通过D-A-WHA度量调节基分类器之间的差异性和准确性,最后选择一组准确性较高并且与其他基分类器差异性较大的基分类器组合进行集成。通过在UCI基因数据集上进行仿真实验,实验结果表明,与传统的Bagging、Adaboost等集成算法相比,基于D-A-WHA度量的选择性集成算法分类精度和稳定性都有显著的提高,且能有效应用于癌症基因数据的分类中。     

嵌入式测试系统用高精度数控恒压恒流源

针对电磁阀产品性能测试的需要,开发了一种基于DSPIC33EV128单片机的数控恒压恒流电源装置.采用UCC27211半桥驱动芯片,由精密采样电阻和AD8417组成精准的输出电流的高边采样,电阻串联分压反馈输出电压,单片机内部数字运用PI闭环算法.电源工作方式可由外部电位器或者采集卡AO模拟量控制,或是PC机串口协议控制,并通过串口上传当前实时电压电流值.实验测试显示,电流、电压调节精度可达1%F.S.     

光谱法研究甲啶铂与牛血清白蛋白的相互作用

甲啶铂(picoplatin)是一种新型的抗癌药物,但其在体内的作用机制尚不明确。利用荧光光谱技术研究模拟人生理条件(Tris-HCl缓冲溶液体系,pH7.4)下甲啶铂与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,甲啶铂对BSA的内源荧光(336nm)有猝灭作用。在室温296K和模拟人体温度310K条件下,甲啶铂对BSA的荧光猝灭效率随温度升高而降低,属于静态猝灭。运用位点模型计算出296K、310K时结合常数分别为4.032×10⁴、2.181×10⁵L·mol－1,结合位点数分别为1.10、1.31,说明甲啶铂对BSA的靶向目标仅有一个。根据计算所得的热力学参数ΔH＞0,ΔS＞0,说明甲啶铂与BSA分子之间以疏水作用力为主,且结合反应为吸 热反应。时间分辨荧光结果表明,BSA中第212位Trp残基可能是甲啶铂的靶向目标,且温度升高有利于甲啶铂与BSA反应的正向进行。