基于激光诱导击穿光谱的煤样典型特性研究北大核心CSCD

为了准确检测煤样的各种元素含量、灰分和发热量等工业指标,提出利用激光诱导击穿光谱技术进行煤样的光谱强度信息采集。激光诱导击穿光谱技术作为一种新型的元素分析技术,通过高能脉冲激光聚集在样品表面,分析等离子体释放出的元素谱线信息,得出样品元素含量和组成。而光谱信息采样的延迟时间是光谱检测中一个非常重要的参数,为了研究延迟时间对煤样激光诱导击穿光谱信号强弱的影响,提出了通过连续背景强度变化和相对标准偏差计算来判定测量煤样的最佳延迟时间。本研究选取山东济南众标科技有限公司的三种标准煤样作为研究对象,实验测试使用Nd∶YAG脉冲激光器,波长为1064nm。对于煤质的检测,采用AvaSpec Dual型光纤光谱仪,光谱探测波长范围为两通道195~467nm和615~973nm。延迟时间为247~252μs对三种标准煤样ZBM100、ZBM101、ZBM104的光谱信息进行特征分析,通过光谱信号强度和连续背景强度随延迟时间变化的关系,判断出247~252μs范围内的最佳延迟时间。随着延迟时间的增加,连续背景强度快速衰减,在250μs时,连续背景强度和光谱信号强度分别衰减到延迟时间为247μs时的30和50。其次通过在不同延迟时间下相对标准偏差的计算,判断出标准煤样样本中Al、Si、Fe三种元素最佳延迟时间为247μs、248μs、249μs所对应的标准偏差达到最小值,得到因选用标准煤样对象不同其相对标准偏差对应元素的最佳延迟时间也会有所差异。研究结果表明,三种标准煤样ZBM100、ZBM101、ZBM104的光谱强度在247~252μs的最佳采样延迟时间为250μs。此实验研究结果,为激光诱导击穿光谱技术探测和分析煤质检测的最佳延迟时间提供了依据。     

边坡稳定分析的相对失稳加速度方法

边坡稳定分析是土力学的经典课题,通过稳定分析能够得到边坡的安全系数。但最小安全系数对应的临界滑动面不一定是最先发生滑动的破坏面,失稳加速度临界滑动面则可能最先滑动。失稳加速度方法可以用统一的原理计算边坡和隧洞等所有具有临空面的结构的稳定性;可以利用常规极限平衡法的假定条件进行计算,也可以利用有限元等数值方法的应力计算成果;可以计算失稳加速度,也可以以失稳加速度的模最小来计算安全系数,此时也相当于一种特殊的模式识别方法。本文对失稳加速度方法的提出过程及主要原理进行系统总结,并将其推广到相对失稳加速度和相对安全系数,放松了约束条件,使得它可以具有更加广阔的应用前景。     

基于相对密度估计和多簇合并的密度峰值聚类算法

密度峰值聚类(DPC)算法是一种新颖的基于密度的聚类算法,其原理简单、运行效率高.但DPC算法的局部密度只考虑了样本之间的距离,忽略了样本所处的环境,导致算法对密度分布不均数据的聚类效果不理想;同时,样本分配过程易产生分配错误连带效应.针对上述问题,提出一种基于相对密度估计和多簇合并的密度峰值聚类(DPC-RD-MCM)算法. DPC-RD-MCM算法结合K近邻和相对密度思想,定义了相对K近邻的局部密度,以降低类簇疏密程度对类簇中心的影响,避免稀疏区域没有类簇中心;重新定义微簇间相似性度量准则,通过多簇合并策略得到最终聚类结果,避免分配错误连带效应.在密度分布不均数据集、复杂形态数据集和UCI数据集上,将DPC-RD-MCM算法与DPC及其改进算法进行对比,实验结果表明:DPC-RD-MCM算法能够在密度分布不均数据上获得十分优异的聚类效果,在复杂形态数据集和UCI数据集的聚类性能上高于对比算法.     

偏振三维成像仪的相对偏振方向定标方法

在介绍偏振三维成像机理、四孔径偏振三维成像仪组成的基础上,开展四孔径相对偏振方向对偏振三维成像精度影响分析,确定四孔径相对偏振方向精度要求。制定了四孔径镜头偏振片相对偏振方向定标方法和四孔径偏振三维成像仪相对偏振方向定标方法,搭建了定标装置,在实验室内开展了相对偏振方向定标。四孔径镜头偏振片相对偏振方向定标误差为±0.5o,四孔径偏振三维成像仪相对偏振方向误差为±1o,从而可保证偏振三维反演的法向量误差为-5.47%~5.80%,为偏振三维成像仪高质量成像提供保障。     

基于闭式谐振腔的一体化介电常数测量系统

为替代矢量网络分析仪,形成一套专用于闭式谐振腔的测量系统,本文采用频谱分析仪模块和跟踪发生器模块,基于C++和VISA库函数进行系统控制,使两模块可以同步收发射频信号,实现闭式谐振腔谐振频率和Q值的测量功能,最终实现微波介质材料的介电常数的测量,形成一套一体化闭式谐振腔介电常数测量系统。该系统与矢量网络分析仪对比测量微波介质陶瓷材料K65,介电常数的相对误差为5.5×10^-3,tanδ的相对误差为-3.74×10^-2;对比测量材料K35,介电常数的相对误差为-1.69×10^-3,tanδ的相对误差为1.08×10^-1。测量结果相对误差较小,介电常数的相对误差小于0.01,tanδ的相对误差小于0.5,说明一体化介电常数测量系统的测量结果准确,可用于闭式谐振腔方法下的介电常数测量,也可推广用于其他介电常数测量系统。     

基于i向量和变分自编码相对生成对抗网络的语音转换

提出一种基于i向量和变分自编码相对生成对抗网络的语音转换方法, 实现了非平行文本条件下高质量的多对多语音转换. 性能良好的语音转换系统, 既要保持重构语音的自然度, 又要兼顾转换语音的说话人个性特征是否准确. 首先为了改善合成语音自然度, 利用生成性能更好的相对生成对抗网络代替基于变分自编码生成对抗网络模型中的Wasserstein生成对抗网络, 通过构造相对鉴别器的方式, 使得鉴别器的输出依赖于真实样本和生成样本间的相对值, 克服了Wasserstein生成对抗网络性能不稳定和收敛速度较慢等问题. 进一步为了提升转换语音的说话人个性相似度, 在解码阶段, 引入含有丰富个性信息的i向量, 以充分学习说话人的个性化特征. 客观和主观实验表明, 转换后的语音平均梅尔倒谱失真距离值较基准模型降低4.80%, 平均意见得分值提升5.12%, ABX 值提升8.60%, 验证了该方法在语音自然度和个性相似度两个方面均有显著的提高, 实现了高质量的语音转换.     

基于DDR CycleGAN的红外图像数据增强

提出了一种基于双鉴别器相对循环一致性生成对抗网络(DDR-CycleGAN)的红外图像数据生成方法。针对双鉴别器监督机制易出现的过度优化造成的性能下降问题,该方法在双鉴别器循环一致性生成对抗网络(DD-CycleGAN)中加入了相对概率的思想,采用鉴别器鉴别图像的相对真实概率替代绝对真实概率,使得生成图片更加接近真实图片。本文方法采用FLIR数据集进行训练和测试,实验结果表明本文方法相比DD-CycleGAN在可见光图像生成红外图像的图像质量上,峰值信噪比提高了3.91%,FID(Frechet Inception Distance score)降低了3.81%。     

基于SISL的介质填充双通带滤波器设计

为实现滤波器的小型化,基于介质集成悬置线(substrate integrated suspended line, SISL)结构提出了一种介质填充双通带滤波器的设计方案. 首先将高介电常数的介质块填充入SISL的空气腔中,提升SISL的等效介电常数,实现电路的小型化,高介电常数介质块可以直接被SISL固定;然后利用T型结连接两组工作在不同频段的滤波器从而使得两个通带相对独立;最后利用仿真软件进行优化,确定介质填充双通带滤波器的尺寸,并进行加工与测试. 仿真与测试结果表明,二者具有较好的一致性,两个通带频率内的回波损耗均优于15 dB,电路的核心尺寸为0.058λ_g×0.139λ_g(λ_g为SISL在第一通带中心频率处的导波波长). 此双通带滤波器具有小尺寸、自封装等优势,且所有层介质基板均采用低成本的FR4板材,降低了制造成本.     

油液水分传感器的分辨率研究

针对某型油液水分传感器的分辨率研究问题,利用该型传感器分别对含水率为0.00%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的润滑油进行试验,并对采集数据中的粘度值进行了显著性检验,结果表明这种传感器重复性好,可有效检测含水率分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%的润滑油,确定了该传感器的分辨率是0.05%。     

谐振法测量圆管状样品复介电常数典型结构的解析模型

针对圆环形介质元件制作在线监测的需要,提出用谐振法直接测试圆管状绝缘介质复介电常数的思路。提出4种可能的谐振结构形式,其中推演介质加载圆柱腔TM010模式谐振的解析模型,深入分析国外文献关于介质加载圆柱腔TE011模式谐振问题的理论结果,并对介质加载圆形同轴腔的特性方程用于复介电常数测量的问题进行探讨。对各个解析模型进行计算,并相应地与文献的实验结果进行对照,吻合良好。结果表明:TM010模式的解析模型正确;谐振特性参数对加载介质复介电常数(εr=1~80,tanδ=10~(-5)~10~(-4))的敏感性随结构的不同而不同。最终得出:圆柱腔TM010模式可用在谐振法测试圆管状绝缘介质元件的复介电常数中。