多芯光纤光栅形状传感性能与重构误差研究

多芯光纤光栅形状传感技术利用空分复用以及应变监测的优势,结合不同的栅点布设方案,实现待测对象的连续曲率和形状传感。首先介绍了多芯光纤光栅曲率和挠率传感原理,提出采用齐次矩阵变换的三维重构算法实现光纤的三维形状重构。为了探究不同光栅密度对实验精度的影响,利用算法编程模拟了不同光栅间距下的三维形状重构精度,依据模拟仿真的结果,建立了不同光栅间距与三维重构误差之间的关系。三维形状传感实验使用光栅间距为10 cm和5 cm的七芯光纤光栅串。实验结果表明,最大误差出现在尾点处,分别为2.56 cm和1.15 cm,占全长的3.2%和1.4%,平均误差为1.32 cm和0.62 cm,占全长的1.7%和0.8%。实验结果与仿真值比较接近,说明可以依据仿真结果对不同光栅间距下的三维形状误差进行预测。结合具体的应用场景合理配置测点资源,在较低的成本范围内实现高性能的检测。     

基于准最小二乘法的光伏阵列模型鲁棒参数估计方法

光伏阵列的模型参数估计在光伏发电系统的仿真、输出功率预测、最大功率点跟踪等方面有重要意义。当测量数据中只含随机误差时,以加权最小二乘（WLS）为优化函数的参数估计方法有较好的辩识效果。但是当测量数据中含有显著误差时,WLS参数辩识的效果较差。为解决此问题,本文提出了一种以准加权最小二乘法（QWLS）为优化函数的参数估计方法来减小显著误差的影响,采用了赤池信息量准则(AIC)设计QWLS最优参数,将该方法应用于光伏阵列中构造模型鲁棒参数估计问题。最后将WLS和QWLS分别结合序列二次规划（SQP）算法,进行光伏阵列模型的参数估计仿真与实验测试。测试结果显示QWLS参数估计结果更准确,验证了准最小二乘法的鲁棒性与有效性。     

基于LightGBM的EAST杂质破裂预警

对全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)运行放电期间发生的杂质破裂进行预测对未来的聚变装置的长脉冲稳态放电有重要意义. 根据杂质破裂的物理特性筛选出的2018年的334炮杂质破裂炮数据以及2021年的1628炮非破裂炮作为训练炮, 再由等离子体平衡、密度、电流以及辐射等8种诊断信号组成的训练样本以LightGBM算法训练出杂质破裂预测模型. 实验结果表明LightGBM算法模型可以对杂质破裂进行准确预测(成功预测率96.29%), 非破裂炮的误判率6.87%. 研究结果证明利用LightGBM进行EAST等离子体杂质破裂预警是可行的方案.     

基于压电传感阵列的萜烯类挥发物鉴别

为了实现柑橘中萜烯类挥发物的鉴别,选取柑橘主要萜烯类挥发物,d-柠檬烯、α-蒎烯和月桂烯作为目标分子。采用本体聚合法,MAA为功能单体,EGDMA为交联剂,AIBN为引发剂,制得对应的分子印迹聚合物(MIP)。使用聚氯乙烯将MIP粉末与石英晶体微天平(QCM)电极结合,制成MIP-QCM传感器,三种传感器组成传感阵列。搭建配气系统并测量传感阵列对纯样和混合样本的响应。以传感器最大频率偏移作为特征值。传感器对各自目标纯样的响应随浓度变化呈良好的线性关系,R²分别为0.992 4、0.983 6和0.985 9,灵敏度均在0.2 Hz/ppm以上,重复性百分比均在95%以上。采用主成分分析法(PCA)鉴别纯样和其对应的混合样本,鉴别准确率为100%。传感阵列对萜烯类挥发物纯样和添加了少量干扰物的混合样本有很强的鉴别能力。     

基于多粒度特征选择和模型融合的复合电能质量扰动 分类特征优化

现代电力系统因其“双高”特性造成电能质量扰动模式愈加复杂,对复合扰动的准确分类提出了挑战。传统电能质量扰动分类方法在特征提取阶段所提取的特征由人为确定,难以判断所提取的特征对分类问题是否有效,加之多重复合扰动特征相互耦合导致扰动特征的可分性确定困难。为此,提出一种基于粒度的计算方法进行特征选择的模型。在提取的扰动特征集的基础上,通过构建多粒度空间反映特征分布差异性,进而挖掘各粒度下的最优特征子集以确定有效和冗余的分类特征,达到优化分类效果的目的。在此基础上,通过集成分类模型融合不同粒度空间最优扰动特征集所训练的同质弱分类器模型,提出一种新的电能质量扰动多粒度集成分类方法。该方法克服了现有方法在进行多粒度分类时通过寻找最优单粒度空间特征而导致的其他粒度空间信息丢失的问题。实验表明,多粒度特征选择算法可提取对分类有效的扰动特征,集成分类模型可进一步改善模型的分类性能。     

一种水平不均匀反常大气折射环境反演方法

针对反常传播中的水平不均匀大气折射率环境反演问题,提出了一种用于跨海微波超视距远距离电路观测场景和信息的反演方法。该方法基于原理要求的全面分析,用粒子群算法进行优化实现反演,确定了海岸-海面-海岸下垫面和近海面复合大气剖面模型,给出了粒子群算法的剖面参数粒子、搜索空间、搜索方法以及适用的适应性函数。研究结果表明,本文方法能够有效反演出水平均匀和不均匀大气环境,且反演结果具有实测剖面的特征,在研究场景中贴地波导高度的误差可低至9.4%。     

6009铝合金激光电弧复合焊接头腐蚀性能研究

通过金相观察、电化学腐蚀试验、晶间腐蚀试验和静态腐蚀失重试验,发现当热源间距为2mm时,接头在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀特性优于3mm和4mm时的接头。同时,该条件下焊接接头晶间腐蚀敏感性低于其它热源间距的接头。但热源间距对接头的均匀腐蚀速率影响很小。经过固溶淬火加时效处理的焊接接头耐电化学腐蚀性优于焊态接头,晶间腐蚀敏感性低于后者。另外,此热处理方法有助于减缓接头区均匀腐蚀速率。进一步分析表明,热源间距为2mm时的接头中,柱状晶在生长过程中,树枝晶得不到充分的发展,分枝较少,结晶后显微疏松等晶间杂质少,组织比较致密。固溶淬火加人工时效消除了焊缝的氢气孔,减少了侵蚀性阴离子对基体的吸附作用;同时,大量Mg、Si原子重新溶入铝合金基体,晶界杂质原子较焊态减少。     

Mg-Nd-Y-Zr合金的无熔剂保护制备工艺研究

以金属镁、金属钕、镁钇中间合金和镁锆中间合金为原料,进行Mg-Nd-Y-Zr合金的无熔剂制备工艺的研究。通过考察熔炼温度、熔炼时间、合金液静置时间以及浇铸温度等工艺参数对合金收率、合金元素收率以及合金元素偏析程度等技术指标的影响,结合对合金铸态组织结构的研究,确定Mg-Nd-Y-Zr合金的均质纯净化制备工艺条件为:熔炼温度770℃、熔炼时间150 min、物料加入速率50 g/min、保护气中SF6体积分数0.1%、合金液静置时间60 min以及浇铸温度740℃。该工艺条件下,合金收率大于96%,合金元素偏析程度为±(0.05~0.15)%(质量分数),合金元素含量偏差±(0.03~0.10)%(质量分数),合金内部无氧化缺陷,无杂质元素的引入富集。合金中的典型强化相为Mg41Nd5、Mg12Nd及Mg2Y相,呈网状分布,钕和钇元素对合金具有弥散强化作用;锆元素在合金中具有晶粒细化和铁杂质去除的双重作用。     

基于OWL-S和HTN的Web服务组合原型系统的研究

Web服务是近年发展的一种分布式技术,引起了越来越多研究者的关注.随着网络上Web服务技术描述的信息系统数量的不断增加,将现有的业务流程进行组合以满足较为复杂的业务系统成为当前发展的主要趋势.此外,由于Web服务所处环境的复杂性和动态性,使得Web服务组合任务变得非常困难.因此,Web服务组合逐渐成为语义Web服务领域研究的热点和难点.描述了一个基于OWL-S和HTN的Web服务组合框架,并详细介绍了如何利用HTN规划解决Web服务组合问题的算法思想.通过学生选课服务实验,验证了该方法的可行性.