光纤SPR传感器的信号检测及处理

光纤表面等离子体共振(SPR)传感器是目前应用在环境介质检测和生物大分子检测等方面的新型、高精度传感器。首先,以表面等离子体共振传感理论为基础,对系统检测结果进行数据处理,得出采用均值估计的线性模型。在不同时刻与相同环境介质下,检测某一溶液的十组光谱数据并进行均值估计,从而得到有效的共振波长。其次,利用小波分析方法进行信号处理,校正了噪声产生的漂移,对光谱信号压缩处理,以提高检测精度。再通过Matlab进行模拟仿真优化传感系统性能。并对不同折射率溶液如蒸馏水、酒精等进行检测,得到了良好的光谱响应曲线,证明了在检测范围内折射率和共振波长之间具有良好的线性关系。     

表面等离子体共振传感检测方法研究

为了找到表面等离子体共振(SPR)检测物体的最佳方法,基于SPR,通过Matlab进行了一系列仿真。对检测物质的可行性进行了讨论,得出SPR能在一定范围内检测物质。对影响SPR现象的因素进行了仿真,得出达到最佳共振效果的参数值。分别对角度调制和波长调制方法进行仿真比较,分析了二者检测不同折射率样品的可行性和特点,选择出了较佳的检测方法。结果得出:达到最佳共振效果的参数值是金膜厚度为45 nm,入射光波长为632.8 nm,棱镜折射率根据实验条件和样品综合选定。角度和波长调制均能较好地检测不同折射率的样品,角度调制检测分辨率低于波长调制。     

基于Matlab的定角度SPR传感器仿真

从理论上分析表面等离子体共振（SPR）的条件,给出了k层Kretschmann棱镜耦合模型下的反射率R大小的公式,编写了Matlab仿真软件,仿真了4层Kretschmann棱镜耦合模型下的反射率R大小与入射光波长、银膜厚度、棱镜折射率的关系。分析了仿真结果,得出了采用定角度方式时各装置参数的选择依据。     

基于表面等离子体共振原理的小型化实时在线海上溢油监测系统

为了对不易被发现的早期小面积溢油进行高精度、全天候、实时在线的监测,以达到早发现、早预警、早处理的目的,提出了基于表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR )技术的小型化实时在线海上溢油检测系统的设计思想,系统拟采用入射光源为非扫描的角度调制型方式,目的是便于光线完全覆盖待测样品检测时所需的入射角度范围。对大量的原油和石油样品的折射率进行检测确定其范围,再通过MATLAB与ZEMAX模拟仿真结合,得到了光源最优化的中心波长、入射角度范围以及棱镜的相关参数,并确定出探测器的相关指标。最终通过建模与仿真,验证了系统装置的可行性,并得出了初步试验方案。     

基于小波特征提取与深度学习的微电网故障诊断与分类方法

针对现有微电网（MG）故障诊断准确率不高,分类精度不理想等问题,提出了一种基于小波特征提取与深度学习的微电网故障诊断与分类方法。首先,采用最大重叠离散小波变换（MODWT）和母小波提取MG电力信号特征,并进行三级分解,以获得高精度的信号特征提取。然后,利用长短期记忆网络优化深度Q网络,构建深度循环Q网络（DRQN）,更好地分析复杂数据且克服噪声的干扰。最后,将MODWT每个分解层次上的信号分量能量输入DRQN,实现故障的诊断和分类。基于MATLAB环境搭建MG系统仿真模型对所提方法进行实验论证,结果表明使用高采样频率和电流、电压信号时,诊断性能最佳,分类准确率超过91%。同时,所提方法在11种故障类型和4种场景下的分类准确率均超过90%,优于其他对比方法。     

基于改进SOGIQ PLL与卡尔曼滤波的APF谐波检测方法研究

谐波污染的有效治理是电能质量控制的关键。基于有源电力滤波器可实现对谐波的跟踪及补偿的优点,电网中常采用有源电力滤波器实现谐波的治理,但有源电力滤波器谐波检测应用的传统ip-iq法存在检测精度低、速度慢的问题。正基于此,该文提出了一种融合二阶广义积分正交锁相环和卡尔曼滤波器的新型ip-iq谐波检测方法。以改进型二阶广义积分正交锁相环,提高相角检测准确度;以卡尔曼滤波器提升滤波跟踪实时性。通过理论推导结合仿真分析,结果表明该方法能实现谐波的有效补偿,从而提升谐波检测准确性。     

小波域马尔可夫随机场在THz 图像处理中的应用

目前THz 自由空间成像面临的挑战主要有大气损耗和水分吸收,辐射功率低,成像要获得高的信噪比,需要有更高功率的辐射源;数据获取时间长;图像质量仍需改善。分析了THz 成像技术的最新发展趋势及国内外发展现状。阐述了利用THz 辐射进行合成孔径成像、THz 压缩感知成像的基本原理,并对两种种成像方法形成的THz 图像的特点进行了分析。应用Wiener2,基于熵标准的ddencmp 选定小波系数阈值降噪法、Donoho 提出的小波系数阈值降噪法以及基于小波系数幅值渐近最优降噪法等图像降噪算法对THz 图像进行处理效果从均方根误差、信噪比、相关系数等方面进行了定性、定量的比较。提出将小波域马尔可夫随机场应用于THz 图像降噪中。主要完成了以下几个方面:对每个小波系数引入两个状态,一个状态对应图像的非平稳区域,如边缘;另一个状态对应图像平稳区。每个状态下的小波系数用高斯分布函数来描述,虽然每个状态下的小波系数服从高斯分布,但每个小波系数的两个状态混合模型服从非高斯分布。然后利用EM（Expectation Maximization）算法估计混合模型中的参数,采用贝叶斯准则初步确定理想图像小波系数的收缩因子。最后将小波域隐马尔可夫模型的降噪算法进行对比试验,仿真结果表明小波域隐马尔可夫模型的降噪算法更具有效性和优异性。     

基于宽带光源的光纤SPR特性的仿真及实验分析

利用Matlab对光纤表面等离子共振(SPR)传感器进行仿真,得知选用纤芯直径为400 μm或600μm的石英光纤作为SPR传感器具有良好的折射率检测特性.实验选用宽带光源作为入射光,在波长550～800 nm范围内,应用Matlab仿真分析了不同折射率样品的共振波长与透射率的关系,与实验数据对比表明,仿真结果与实验结果相一致.     

基于改进SOGIQ PLL与卡尔曼滤波的APF谐波检测方法研究

谐波污染的有效治理是电能质量控制的关键。基于有源电力滤波器可实现对谐波的跟踪及补偿的优点,电网中常采用有源电力滤波器实现谐波的治理,但有源电力滤波器谐波检测应用的传统ip-iq法存在检测精度低、速度慢的问题。正基于此,该文提出了一种融合二阶广义积分正交锁相环和卡尔曼滤波器的新型ip-iq谐波检测方法。以改进型二阶广义积分正交锁相环,提高相角检测准确度;以卡尔曼滤波器提升滤波跟踪实时性。通过理论推导结合仿真分析,结果表明该方法能实现谐波的有效补偿,从而提升谐波检测准确性。     

基于光纤SPR传感器水中盐度的测定

论述了检测系统和基于拉锥技术的光纤表面等离子共振(SPR)传感器的详细设计.制定了基于SPR的光纤传感器检测水样品的盐度的比较方案,以满足一些实践需求,诸如精度,速度快,小尺寸和高灵敏度折射率单位(RIU).利用Matlab和C++仿真得到了每个参数对光纤拉锥SPR传感器系统设计性能的影响,这为设备参数的合理选择提供了理论依据.设计了一种新的检测系统,将光学、机械和电子技术相结合.根据拉锥技术、模场分析理论及初步实验结果表明,该装置基本上达到了设计要求,如小巧、便携、良好的线性度和高度单位折射率.基于这个新设备对具有不同的盐度的NACL-水混合物进行了SPR实验,实验结果表明,可以实现对单个样品的精确检测.其谐振波长分辨率可以达到0.15 nm,同时,该检测结果具有较高的线性度和良好的稳定性,折射率(RI)检测偏差小于0.002.