一种基于线性系统随机共振的弱信号检测方法

从工程中经常碰到的噪声背景下弱信号检测的实际需求出发,提出一种基于线性系统随机共振的弱信号检测方法,与传统的非线性系统随机共振相比,此方法计算量小、检测速度快。采用MATLAB配用的SIMULINK软件,建立线性系统随机共振仿真模拟图,通过调节系统参数或噪声强度,使系统噪声及激励信号达到最佳匹配,从而实现弱信号的检测。仿真结果表明该方法具有可行性。     

β衰变中共振跃迁高斯分布谱的研究

针对弱相互作用β衰变在恒星演化晚期的重要作用,讨论了晚期恒星状态下β衰变反应中Gamow-Teller(GT)共振跃迁强度的高斯分布,基于核的壳层模型着重计算了高斯分布函数的半宽度,分别给出了核56Fe,56Co,61Ni等元素的GT跃迁宽度,结果与部分核素实验的GT跃迁强度分布谱相近.采用高斯强度分布计算β衰变率较为简单,这对于β衰变率的计算和进一步精确研究恒星晚期演化有一定的意义.     

一类非线性网络系统中噪声改善信号的相关性

基于相关系数研究了在一类非线性神经网络系统中加性和乘性噪声作用下的阈上随机共振现象。仅在加性噪声或者乘性噪声的作用下,对每一个固定的系统阈值,加性噪声下的阈上随机共振比乘性噪声下的阈上随机共振更容易发生,且相关系数所达到的峰值也比在乘性噪声下的峰值大,这说明加性噪声更有利于改善信号的相关性。系统阈值的增加会降低阈上随机共振的功效;而阈值单元数目的增多,会提高阈上随机共振的功效。加性和乘性噪声共同作用下的阈上随机共振现象同样存在,对系统阈值进行恰当选取和增加系统阈值单元数目使得阈上随机共振现象更加明显;给定乘性噪声而改变加性噪声比固定加性噪声而改变乘性噪声阈上随机共振更容易发生,且功效更好。     

水中运行设备共振幅频特性研究

在水力机械等淹没水中设备的运行中,常遇到剧烈振动造成设备损坏等故障,多认为由共振引起。本文首先对单自由度简谐振动系统自由振动、强迫振动方程的稳态振动解进行无量纲化处理,计算出不同阻尼比条件下的共振频率比、共振幅值比,发现阻尼比、共振频率比、共振幅值比三者之间存在一一对应的单调变化关系,并据此提出了分别测量设备在水中及空气中的自由振动频率,假定空气中自由振动频率为设备固有频率,再依次确定水中阻尼比和共振幅值比的反求式估算方法。本研究采用敲击法进行了混流式水轮机模型转轮水中及空气中自由振动频率测试,发现其水中自由振动频率比空气中低,其水中一阶自由振动频率与空气中一阶自由振动频率之比约为0.758~0.872;如假定该值为水中自由振动频率比,可计算出相应的水中阻尼比为0.652~0.490,共振幅值比约为1.01~1.17。本研究还进行了中间固定两侧悬臂梁在空气及水中的真实共振试验,在两侧悬臂梁计算固有频率附近均发生明显共振,发现水中共振频率比空气中明显降低,用反求法获得的水中共振幅值比小于2,水中共振幅值对空气中初始振动幅值放大倍数也非常小,进一步说明水中共振时对激振幅值的放大作用非常有限。     

FHN神经元小世界网络随机共振下的弱信号增强�

考虑到生物神经系统显著的弱信号感知能力,提出一种基于概率随机重连的神经元动态连接小世界网络.首先为提高计算神经模型工作效率,本文改变了FHN神经元恢复变量和膜电位特征时间默认相等的思路,可灵活调整膜电位势函数的势垒高度以提高状态的跃迁概率;其次将改进后的FHN神经元作为网络节点,引入基于距离连接权重的动态突触的神经元节点互连模式,通过调整外部干扰和网络内部的噪声强度,使系统进入随机共振状态;最后根据FHN神经元输入输出信号之间的互相关系数,对网络各节点输出进行筛选和融合,从而实现弱信号增强还原.对多种形式的输入弱信号进行了实验,结果表明,本方案可以有效实现弱信号的还原和增强,不仅能保持周期信号频谱的一致性,还能使原始弱信号和系统输出信号的互相关系数保持在0.92以上.因此,基于FHN神经元的小世界网络,能够充分利用随机共振特性,为弱信号的增强复原也提供了一种新的思路.     

免共振沉桩原位试验研究

为解决传统桩基施工过程中存在的环境污染、挤土效应、效率低及能耗高等突出问题,以某高架桩基工程为例,基于免共振液压振动锤系统沉桩施工工艺,通过原位沉桩试验测试、现场振动测试,研究钢管桩沉桩过程中桩周土体、地铁运行期间桥墩变形特征及其振动变化规律。研究结果表明:钢管桩沉桩过程中桩周土体水平位移集中分布在近地表0~2/3L(L表示桩长)范围内,地表以下0~1/4L范围水平位移较大,土体水平和竖向位移最大值分别为2.37 mm和3.13 mm,桥墩倾斜0.4‰~0.7‰,分析发现沉桩过程中挤土效应不明显;现场振动测试结果显示,当无地铁经过时桥墩振动速度最大峰值为0.823 mm/s,有地铁经过时为1.90 mm/s,充分表明沉桩过程对周边环境影响程度弱;实现了对环境“低影响”的效果,为沉桩施工新技术的研发提供理论和实践指导。     

电梯检测中电梯运行共振原因分析

随着经济的发展,人们生活水平的提高,电梯越来越广泛的出现在人们的生活中,为人们带来了极大便利.但是,电梯在方便了人们生活的同时,也存在一定的风险,近几年来,电梯事故较为频繁,而在各类电梯故障中,多为电梯运行共振.所以,对电梯运行共振进行详细分析是非常有必要的.因此,本文就电梯检测中电梯运行共振的原因进行分析,并提出几条有效的解决策略.     

共振散射对热电性能的影响

为了用理论方法探索共振散射对热电性能的影响,在单抛物能带基础上,通过建立仅考虑声学声子散射和共振散射的载流子输运模型,模拟计算和对比分析有/无共振散射条件下的电导率、Seebeck系数、功率因子、洛仑兹常数和电子热传导等热电性能。结果表明:由于共振散射的引入,功率因子可提高到3.5倍,电子热导率将降低0.45倍,显示出对热电性能提升的重要意义;同时,共振能级的能量范围必须大于一定宽度,才能有效影响热电输运,且宽度越宽,对热电性能的提高越为有利。     

中红外发光二极管的痕量气体检测系统的研究

在离轴石英增强型光声光谱(OB-QEPAS)技术的基础上,提出了一种以中红外发光二极管(MIR-LED)代替传统方案中的激光作为系统光源来检测痕量气体的方案。搭建了以CO_2为目标气体,以中心波长在4.36μm的MIR-LED为光源的OB-QEPAS平台来检测系统的灵敏度,并对系统的各部分进行了详细介绍。实验得到系统的检测极限达到ppm量级,相应的归一化噪声等效吸收系数(NNEA)达到了10~(-8)量级。基于红外光源的OB-QEPAS技术为发展低成本、操作方便灵敏的痕量气体检测提供了一种新的技术手段。     

基于随机共振的雷电信号检测方法

对传统的雷电信号检测方法进行了仿真研究,提出将随机共振理论引入到雷电信号检测之中,为雷电信号检测提供了一个崭新的思路及方向,并用仿真结果证明了此检测方法是完全可行的,具有理论指导及实用推广价值。