低场脉冲NMR横向弛豫信号的反演分析

从第一类积分方程的反演求解入手,推导出了适合低场脉冲核磁共振横向弛豫信号多指数反演的一种解谱算法.对解谱的具体过程进行了详细论述,并对不同信噪比、不同布点方式下的解谱结果进行了对比与分析.本算法对推广低场脉冲核磁共振分析测量技术的应用具有重要的参考价值.     

动态光散射颗粒分布软测量

考虑传统动态光散射颗粒粒度分布测量用的反演算法复杂、精度不够、抗噪能力差,本文基于大数据思想,提出了一种动态光散射颗粒分布软测量方法。该方法通过调节颗粒粒度分布形状参数获得大量自相关函数及其对应颗粒分布的数据;使用这些数据对子学习机进行训练。最后,针对训练数据维数较高的特点对传统Bagging算法进行改进,并利用改进的Bagging集成算法集成子学习机以提高软测量模型的精度及泛化能力。通过模拟单峰数据和对300nm标准粒径进行软测量开展了验证实验。结果表明,该方法能够较好地测量出不同动态光散射颗粒分布的峰值及分布宽度,模拟单峰数据测量峰值精度可达1nm,300nm和503nm,标准粒径测量精度分别可达3nm和4nm,优于一般的反演算法。该软测量方法为动态光散射颗粒分布测量开辟了新的途径。     

适用任意平面阵列的二维宽带DOA快速估计算法

二维宽带波达方向(DOA)估计对实现水声通信定位一体化具有重要作用。双边相关变换(TCT)算法是高分辨宽带DOA估计的经典算法之一,但只适用均匀线列阵下的一维DOA估计,且计算量大。本文在对TCT简化算法(STCT)进行扩展改进的基础上,提出了一种适用于任意面阵列且具有低计算复杂度的二维宽带DOA快速估计算法。所提算法利用水声通信同步信号的已知波形对阵列输出数据进行匹配预处理,有效压缩了聚焦变换所需频点数量,从而降低了聚焦变换过程的计算量;利用余弦域加速粒子群最优化(APSO)搜索二维空间谱谱峰,在保持高搜索精度的同时显著降低了搜索计算量。相较于单纯的STCT扩展算法,所提算法保持高DOA估计精度,在信噪比为20 dB时精度约为0.02°,但计算量远低于前者。仿真和实验结果验证了所提算法的优势。     

利用隔离小生境混合蛙跳方法联合估计波达方向和多普勒频率

为了高效准确地联合估计波达方向（DOA）和多普勒频率,提出了基于二维MUSIC谱和隔离小生境混合蛙跳算法的联合谱估计方法。首先,利用状态空间模型构造包含DOA和多普勒频率信息的广义可观测矩阵。 然后,利用MUSIC算法和广义可观测矩阵构造联合估计的二维谱函数,将参数估计问题转化为多峰函数优化问题。最后,引入混合蛙跳算法（SFLA）并利用隔离小生境技术对混合蛙跳算法进行改进,使其适应于二维MUSIC谱多个极值的优化搜索,降低搜索计算量,得到DOA和多普勒频率的估计值。实验结果表明：在考虑信噪比为0 dB的两个独立信号源的情况下,利用本文方法估计得到的DOA和多普勒频率的均方根误差分别为0.23°和0.005 5 rad。该方法具有控制参数少、计算量小、参数自动配对等特点。     

反演算法测量冷轧接触应力的影响因素与精度分析

在现代高速轧制过程中,准确获得轧辊和轧板接触应力至关重要,基于反演算法测量轧制界面接触应力的方法是一种测量接触应力的前沿技术。通过有限元数值仿真模拟二辊冷轧铝板过程,解析了采样半径和采样频率对平面应变条件下的反演算法精度的影响。根据仿真结果,提取轧辊内部不同半径位置一周应力分量作为反演算法输入量反演出轧制界面接触应力,计算出反演接触应力和仿真接触应力相对误差,讨论了反演算法输入量的采样半径和采样频率对反演算法精度的影响规律。结果表明,采样半径越靠近轧辊表面、采样频率越大,接触应力的反演精度越高,但是达到一定范围内反演算法的改善效果已经不明显,为下一步基于该反演算法的新型接触应力传感器的设计与安装提供了理论依据。     

超精密级二维工作台的自标定

为了提高超精密级二维工作台的运动定位精度,提出了一种实现工作台系统误差分离的二维自标定算法.基于工作台测量误差模型,该算法利用辅助标记板的5个不同测量位姿,分别得到迭代模型和迭代初始值,最终建立完整的迭代二维自标定模型.应用该算法对系统误差为0.2 μm的二维工作台进行仿真,结果显示:当不存在随机测量噪声时,标定精度为0.33 nm;引入随机测量噪声时,标定精度与噪声同一量级.对x、y向给定测量精度分别为2.98 μm和3.22μm的二维工作台进行自标定,得到x、y向测量精度分别为2.59 μm和3.14 μm.提出的自标定算法对随机测量噪声有很好的鲁棒性,能够用于精密或超精密级二维工作台自标定.     

用加权子空间拟合和量子粒子群算法联合估计多普勒频率和波达方向

为了高效、准确地估计多普勒频率和波达方向(DOA),提出了基于加权子空间拟合(WSF)算法和量子粒子群优化(QPSO)算法的WSF-QPSO联合谱估计方法.首先,利用状态空间模型构造包含多普勒频率和DOA信息的广义可观测矩阵;用WSF算法拟合联合谱函数,将参数估计问题转化为多维非线性函数优化问题.然后,利用QPSO算法优化联合谱函数,得到多普勒频率和DOA的估计值.实验结果表明:在信源参数比较接近的情况下,WSF-QPSO方法在信噪比为0 dB时对多普勒频率和DOA估计的均方根误差仅为0.007 5 rad和0.25°.与其他方法相比,该方法具有估计精度高、控制参数少、鲁棒性好、参数自动配对等特点,在低信噪比和小样本条件下依然能够得到较满意的参数估计结果.     

基于小波的多重分形图像去噪新算法

针对多重分形分析很难估计有限长离散数据的多重分形谱这一问题,提出了一种基于奇异性分析的多重分形图像去噪算法.通过定义基于小波系数矩的配分函数,给出了一种有限长离散数据序列多重分形谱估计方法.图像去噪算法中图像的性质由多重分形谱决定,对噪声的类型没有提出任何假设条件,而是通过定义一个基于二维微局域(2-mi-crolocal)分析的变换算子对每一点的Hausdorff指数进行处理,使处理后的图像中大多数点位于平滑区域的同时,谱的相对强度没有变化,从而取得最佳效果.实验结果表明,该方法在去除噪声的同时可很好地保留原始图像的纹理信息.     

基于双密度双树复小波变换的局域自适应图像去噪

提出一种基于双密度双树复小波变换的局域自适应图像去噪算法。首先,分析了双密度双树复小波变换的原理及特点,给出了双变量收缩函数(BSF)的推导。然后,对噪声图像并行使用四个二维双密度离散小波变换,且行和列采用不同的滤波器组,实现对噪声图像的双密度双树复小波分解。根据小波系数的统计特性以及层内和层间系数的相关性,采用结合局域方差估计的双变量收缩函数对小波系数进行处理。用收缩后的小波系数重构去噪图像。最后,将该算法用于灰度图像和彩色图像去噪。实验结果表明：在噪声方差为30时,经该算法去噪后图像与噪声图像相比,获得最高的峰值信噪比增益达11.72dB,平均结构相似度最高增加2.7倍,复合峰值信噪比增益达11.68dB。且对不同噪声方差下的不同噪声图像,该算法在滤除噪声的同时保留更多的细节,去噪图像的视觉质量得到很大的改善。     

人体散乱点云数据的区域分割算法

正确的人体点云数据分析不仅是人体3D测量的必要手段,更是未来服装数字化设计的基础,也是服装定制化智能生产的数据来源。人体散乱点云数据相比规整数据拥有更多的噪声及不规则性,这使得提取轮廓以及提取分割特征点更加困难。为了解决人体散乱点云数据分割难题,提出了基于移动最小二乘的切割算法。首先使用主成分分析法进行点云数据的调整,并使用夹角分析法提取投影到特定平面的二维轮廓。在此基础上,采用移动最小二乘法对部分二维数据点进行局部拟合并根据导数信息提取分割特征点。最后,利用VT K作为点云显示平台,对不同人体点云数据进行算法验证。实验结果表明,该分割方法实用可靠。     

Miniature nuclear magnetic resonance spectrometer using a partially enclosed permanent magnet

Conventional nuclear magnetic resonance (NMR) instruments are limited by their large volume volume. A miniature NMR spectrometer is reported using a partially enclosed miniature permanent magnet and a low-cost solenoid microcoil probe. The miniature NMR spectrometer uses a sample volume smaller than conventional NMR spectrometers by a factor of 1000. Transverse relaxation times were obtained by the miniature spectrometer using 150?nL of 40?mM copper sulfate, 1?M aqueous sucrose, absolute ethanol, and deionized water. The results demonstrate that high signal-to-noise ratios were obtained. The results were also compared with a commercial NMR spectrometer and suitable accuracy of the laboratory-constructed device was obtained. The miniature NMR spectrometer was employed for the characterization of heated soybean oil. The reported miniature NMR spectrometer is anticipated to have applications for onsite detection.     

考虑自由弛豫的油纸绝缘拓扑分析及状态评估

提出一种考虑自由弛豫过程的变压器绝缘拓扑分析方法,该方法基于回复电压谱线的弛豫参数信息,从微观动力学出发,引入自由弛豫因子β_i,从而获得包含不同介电弛豫响应信息的分支谱线,并确定变压器油纸绝缘弛豫拓扑结构。同时,对30多台变压器油纸绝缘弛豫参数与状态评估的关系进行研究,结果表明:弛豫机构数N、平均时间常数τ珋和自由弛豫因子β_i均能反映油纸绝缘状态信息。随着变压器油纸绝缘老化程度加深,弛豫机构数N和自由弛豫因子βi增大,与之相反,平均时间常数τ珋减小。此外,自由弛豫因子βi在绝缘油劣化和绝缘纸老化的两种状态中具有不同的数值范围,可为变压器油纸绝缘老化评估提供新的思路。     

基于弛豫电量的变压器油纸绝缘老化评估

回复电压法是一种研究电力变压器绝缘老化状态的无损检测方法。回复电压含有丰富的反映绝缘状态的介电弛豫响应信息,为充分发挥回复电压法诊断油纸绝缘老化的优点,提出了利用驰豫电量评估变压器绝缘老化状态的新方法,并给出了相对驰豫电量与变压器油中糠醛含量的定量关系。首先,对回复电压曲线进行微分解谱求解回复电压的驰豫响应函数;其次,利用驰豫电量与驰豫响应函数的关系,计算出回复电压测量过程中的相对驰豫电量;最后,分析了相对驰豫电量与绝缘老化状态的关系。分析结果表明,驰豫电量对变压器油纸绝缘的老化非常敏感,相对驰豫电量Q_(1000)和Q_(500)与变压器油中糠醛含量存在较好的线性关系,相对驰豫电量可用于变压器油纸绝缘老化的定量评估。     

布鲁克MINISPEC mq系列小核磁谱仪

布鲁克 minispec mq 系列小核磁谱仪是宽线核磁分析仪,国际上已广泛应用于食品油脂工业,石油化工,日用化工,高分子材料研究和纺织工业的纺丝油剂测定等,其中种子中油水含量测定的方法等已被确认为工业标准。本文对该仪器的性能物点,典型应用作了简要的介绍。     

Flow electrification of insulated liquid in metal pipes

When relative motion occurs between a liquid and a solid, the two phases carry electric charge with opposite signs. The created charge easily accumulates in the liquid, and the amount of the charge carried in an insulated liquid refers to many factors, such as contact area with the solid surface, the contact time, and so forth. However, current theories agree that the amount of charge created during flow electrification is proportional to the contact surface. In this paper, the classical wall current theory is applied to establish an interfacial electrical double-layer model of flow electrification phenomena when an insulated liquid passes over metal pipe surface. Meanwhile, in conjunction with charge relaxation function, the relation between the charge density and flow velocity, the contact time and the contact area is obtained during the liquid flowing process. The experimental result demonstrates that the flowing charge carried in the insulated liquid is not simply proportional to the contact area, but has a non-linear dependence on the contact area and the contact time. Moreover, down flow experimental equipment pipes of different length and diameter, and dielectric hydraulic oil VG46 are used in an experimental study of laminar flow, in order to understand electrification phenomena in dielectric liquid flowing over metal pipes of different length and aperture. If they both increase linearly, charge relaxation will increase exponentially. As a result, the test result verifies related theoretical analysis, and the method given provides a theoretical basis to analyze interfacial electrical phenomena.     

冷锯机锯片的瞬态动力学分析

针对φ1800mm冷锯机锯片在锯切H型钢过程中出现剧烈横向振动、锯缝变宽、产生过多材料损耗等问题,利用ANSYS软件对普通锯片和侧隙锯片进行瞬态动力学分析,研究锯片在受到轴向冲击时,锯片不同位置的振动衰减情况和锯片厚度、夹径比、侧隙对锯片横向振动的影响。对锯片进行锤击试验,研究锯片在锤击后的振动衰减情况。仿真与试验研究表明,增加锯片厚度和夹径比能有效减小锯片在受冲击后的最大振幅并缩减振动的衰减时间,侧隙锯片较普通锯片能减小片体的整体刚度,但影响较小。     

A computational study of inviscid hypersonic flows using energy relaxation method

Reasonable analysis of hypersonic flows requires a thermodynamic non-equilibrium model to properly simulate strong shock waves or high pressure and temperature states in the flow field. The energy relaxation method (ERM) has been used to model such a non-equilibrium effect which is generally expressed as a hyperbolic system of equations with a stiff relaxation source term. Relaxation time that is multiplied with source terms is responsible for non-equilibrium in the system. In the present study, a numerical analysis has been carried out with varying values of relaxation time for several hypersonic flows with AUSM (advection upstream splitting method) as a numerical scheme. Vibration modes of thermodynamic nonequilibrium effects are considered. The results obtained showed that, as the relaxation time reduces to zero, the solution marches toward equilibrium, while it shows non-equilibrium effects, as the relaxation time increases. The present computations predicted the experiment results of hypersonic flows with good accuracy. The work carried out suggests that the present energy relaxation method can be robust for analysis of hypersonic flows.     

一种改进的高精度POS时间同步方法

结合现有时间同步方法及高精度POS的应用需求,提出了一种以GPS接收机输出的1PPS秒脉冲为基准,采用数字参数反馈方式,对惯性测量单元的数据采集脉冲周期进行实时修正的高精度POS时间同步方法,并给出了一种简易的POS时间同步精度测试方法.然后结合光纤陀螺POS实际系统进行了时间同步精度测试和对比实验.结果表明,所提出的时间同步方法能够克服时钟漂移并修正时间信号传输延迟,在保证工作可靠性的同时实现了在融合点上数据的高精度同步.     

含横向裂纹转子的动力稳定性研究

基于断裂力学理论，确定了含横向裂纹转轴结构的柔度，采用呼吸裂纹模型推导了旋转坐标系中转轴的运动微分方程，利用Floquet理论分析求解了转子运动的稳定性区域，研究了横向开式裂纹与呼吸裂纹对转子稳定性的影响，以及转子在裂纹深度发生变化时的动力学稳定性。研究结果表明，当转轴舍有横向裂纹时，其失稳转速由单一失稳转速变为多个转速值，形成失稳区，且失稳区域出现在量纲一转速为2/1、2/2、2/3等处。     

压电加速度计横向灵敏度比超差解决方法

通过长期对压电加速度计横向灵敏度的理论研究，又对标定出的大量数据进行分析对比，找出了产生横向灵敏度的诸多因素，进而指出了减小横向灵敏度的方法。