检索结果-内蒙古大学图书馆

激光杂志 2024年

作者：吴子卿谢兴飞周哲海北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京信息科技大学机械工业现代光电测试技术重点实验室

表面增强拉曼光谱技术与机器学习算法相结合，为快速、准确的检测和鉴定革兰氏阳性菌与阴性菌提供了解决方案，但使用哪种机器学习算法能达到最佳的检测效果仍然是一个值得深入研究的问题。论文针对不同细菌的表面增强拉曼光谱检测与算... 详细信息

表面增强拉曼光谱技术与机器学习算法相结合，为快速、准确的检测和鉴定革兰氏阳性菌与阴性菌提供了解决方案，但使用哪种机器学习算法能达到最佳的检测效果仍然是一个值得深入研究的问题。论文针对不同细菌的表面增强拉曼光谱检测与算法分类的需求，搭建拉曼光谱系统并配置金纳米胶体，分别测量了2073组食源性致病菌的表面增强拉曼光谱，比较了支持向量机等7种机器学习算法，以测试不同机器学习算法对革兰氏阳性菌与阴性菌的快速和准确检测的能力。结果表明，5种算法在测试集上的识别率达到97%以上，其中支持向量机是各项数据最优秀的模型，准确率达到99.27%。研究表明，选用合适的机器学习算法能更好的提高对革兰氏阳性菌和阴性菌检测的准确率和效率。

关键词：表面增强拉曼光谱机器学习算法革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌

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一种基于离线地图的无人车指控软件设计

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计算机应用与软件 2023年第12期40卷 16-20页

作者：曹梦婷谷玉海修嘉芸徐小力北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100192

针对无人车在野外环境下没有网络信号的情况,提出一种基于离线地图的无人车指控软件设计,以较低的成本制作出离线地图并实现无人车的路径规划。获取符合需求的离线地图数据;调用Leaflet实现地图基本的标记功能;调用开源地图引擎OSRM实... 详细信息

针对无人车在野外环境下没有网络信号的情况,提出一种基于离线地图的无人车指控软件设计,以较低的成本制作出离线地图并实现无人车的路径规划。获取符合需求的离线地图数据;调用Leaflet实现地图基本的标记功能;调用开源地图引擎OSRM实现并基于其中的分层压缩(Contraction Hierarchies,CH)算法获取到最短路径。测试结果表明,该方法实现了无人车在离线地图上的轨迹规划功能,对于之后无人车的离线服务研究有一定的借鉴和帮助作用。

关键词：无人车离线地图路径规划分层压缩算法

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基于PZT的压电触觉传感器的研究进展

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压电与声光 2022年第4期44卷 625-637页

作者：宁俐彬高国伟北京信息科技大学传感器重点实验室北京100192 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101

锆钛酸铅(PZT)具有灵敏度高,响应速度快及压电常数大等优点,已被广泛应用于触觉传感器及超声换能器等领域。该文首先对基于PZT的触觉传感器的原理及制作工艺进行了阐述,再从材料优化、结构优化、柔弹性优化和可扩展性优化4个方面概述了... 详细信息

锆钛酸铅(PZT)具有灵敏度高,响应速度快及压电常数大等优点,已被广泛应用于触觉传感器及超声换能器等领域。该文首先对基于PZT的触觉传感器的原理及制作工艺进行了阐述,再从材料优化、结构优化、柔弹性优化和可扩展性优化4个方面概述了PZT触觉传感器的研究进展,讨论了其在运动检测、医疗健康和人机交互领域的实际应用,最后对PZT触觉传感器的不足和未来发展趋势进行了分析。

关键词：锆钛酸铅触觉传感器压电柔性

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光纤光栅链路反射谱强度自适应解调

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红外与激光工程 2022年第5期51卷 235-242页

作者：秦根朝孟凡勇李红庄炜董明利北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 北京信息科技大学北京市光电测试技术重点实验室北京100192

针对解调仪单通道多光栅反射谱强度差异过大,导致无法有效寻峰或寻峰误差增大的问题,提出了利用不同曝光周期多次曝光解调的方法调整峰值,根据光谱数据直方图来确定寻峰阈值。分析了谱峰峰值对寻峰稳定性的影响,建立了曝光周期、寻峰阈... 详细信息

针对解调仪单通道多光栅反射谱强度差异过大,导致无法有效寻峰或寻峰误差增大的问题,提出了利用不同曝光周期多次曝光解调的方法调整峰值,根据光谱数据直方图来确定寻峰阈值。分析了谱峰峰值对寻峰稳定性的影响,建立了曝光周期、寻峰阈值自适应调整规则,用LabVIEW软件实现了自适应寻峰解调算法。通过实际光纤光栅传感器测试,可完成差异过大反射光谱的自动曝光和寻峰解调处理,在保证寻峰稳定性的前提下,有效提高了谱峰识别数量、解调系统自适应能力和工作可靠性。通过实验发现,谱峰峰值在光强饱和值70%~90%范围内寻峰稳定性最高,寻峰得到的中心波长标准差在0.5 pm以内,稳定性比单次曝光解调提高了50%,程序运行时间在100 ms以内,可以实现快速解调。

关键词：光纤传感光谱强度曝光周期寻峰阈值自适应解调算法

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ISSA优化SVM的电机滚动轴承故障诊断

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电子测量技术 2023年第15期46卷 186-192页

作者：杨旭张涛李玉梅刘洪北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101

针对电机轴承易发生故障,传统故障诊断方法具有耗时长、诊断精度低、调节参数多等问题,提出一种改进麻雀搜索算法ISSA优化支持向量机SVM的轴承故障诊断方法。该分类算法在传统麻雀寻优算法中引入改进Tent混沌映射、鸡群算法随机跟随策... 详细信息

针对电机轴承易发生故障,传统故障诊断方法具有耗时长、诊断精度低、调节参数多等问题,提出一种改进麻雀搜索算法ISSA优化支持向量机SVM的轴承故障诊断方法。该分类算法在传统麻雀寻优算法中引入改进Tent混沌映射、鸡群算法随机跟随策略、自适应t分布与动态选择策略,首先采用CEEMDAN能量熵对振动信号进行分解,选取与原信号相关性最大的5个IMF分量的能量熵值作为特征向量,然后输入到ISSA-SVM分类器中进行轴承故障诊断。分别与PSO-SVM、GWO-SVM、SSA-SVM分类模型进行实验对比,结果表明ISSA-SVM诊断模型的诊断精度最高可达到100%。

关键词：支持向量机滚动轴承麻雀搜索算法相关系数

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基于四芯光纤光栅的微型三轴振动传感器研究

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中国激光 2024年第17期51卷 249-257页

作者：唐翔辛璟焘李昆吴俊董明利北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广东广州511462 北京空间机电研究所北京100089

针对微振动检测的需求,提出了一种基于四芯光纤光栅的三轴振动传感器设计方法,利用单根四芯光纤实现了两个方向上的振动监测,通过交错组合两根四芯光纤,实现了三个不同轴向上的微振动监测。根据传感器的理想理论模型,通过结合四芯光纤... 详细信息

针对微振动检测的需求,提出了一种基于四芯光纤光栅的三轴振动传感器设计方法,利用单根四芯光纤实现了两个方向上的振动监测,通过交错组合两根四芯光纤,实现了三个不同轴向上的微振动监测。根据传感器的理想理论模型,通过结合四芯光纤的弯曲传感原理,得到传感器灵敏度的计算方法;通过有限元仿真,优化了传感器的结构参数;通过显微成像封装平台,完成了尺寸为15 mm×15 mm×15 mm的传感器的装配与封装;最后进行了实验测试与传感器性能分析。实验结果表明:传感器的特征频率为450 Hz,工作频段为10~300 Hz,传感器在x、y、z方向上的灵敏度分别为30.5、32.07、29.38 pm/g(g为重力加速度)。该传感器满足微振动测量轻量化的应用需求,在微振动测量等领域中有着重要的应用价值。

关键词：传感器振动分析多芯光纤光栅三轴振动传感器

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一种基于光纤光栅传感器的机械手远程操控手套

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仪器仪表学报 2024年第7期45卷 148-155页

作者：朱云鸿张旭娄小平董明利祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

由于远程操控的机械手具有灵活性大和环境适应性高的特点,在越来越多的特殊场合下,人类开始借助机械手完成任务。本文针对危险环境中机械手高精度远程操作的需求,提出了一种基于光纤光栅传感器的机械手远程操控手套。建立了手套中光纤... 详细信息

由于远程操控的机械手具有灵活性大和环境适应性高的特点,在越来越多的特殊场合下,人类开始借助机械手完成任务。本文针对危险环境中机械手高精度远程操作的需求,提出了一种基于光纤光栅传感器的机械手远程操控手套。建立了手套中光纤光栅传感器的弯曲测量模型,发现光纤光栅的中心波长变化量与弯曲角度之间成正比关系。结合机械手舵机的控制,提出了利用光纤光栅传感器进行机械手远程操控方法,编写了上位机软件,实现了从光纤光栅中心波长到手指弯曲角度最后到机械手舵机控制编码的过程。完成了光纤光栅传感器的设计和封装,手套的四路探测光纤中共有12个栅区长度为10 mm的光纤光栅传感器,其中11个传感器被封装在人手关节的上方进行弯曲感知,1个光纤光栅温度传感器用于温度补偿,利用704硅橡胶对光纤光栅传感器进行封装。搭建了基于光纤光栅传感器的机械手远程操控系统,并对光纤光栅传感器进行了标定,实验结果表明在人手关节弯曲0°~90°的范围内,平均弯曲角度测量误差为1.147°,所有拟合直线的决定系数均大于0.993,最后设计了人机交互演示模块展示人手的运动。本文提出的基于光纤光栅传感器的手套具有小型化、高精度、抗电磁干扰的特点,在航天器在轨维修、远程医疗手术和高危排雷作业等方面具有潜在的应用前景。

关键词：光纤光栅传感器机械手远程操控人机交互弯曲角度

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变构型飞行器蒙皮多维大尺度变形重构方法

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仪器仪表学报 2023年第4期44卷 197-205页

作者：王元锋何彦霖周康鹏祝连庆北京信息科技大学光电测试技术与仪器教育部重点实验室北京100016 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100192 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

变构型飞行器在执行不同飞行任务时会大尺度地改变机翼结构和蒙皮形状,蒙皮多维大尺度的变形重构是变形飞行器研究中的难点。本文针对这一问题,提出一种基于多芯光纤传感的变形飞行器蒙皮变形形状重构方法。该方法基于多芯光纤光栅应变... 详细信息

变构型飞行器在执行不同飞行任务时会大尺度地改变机翼结构和蒙皮形状,蒙皮多维大尺度的变形重构是变形飞行器研究中的难点。本文针对这一问题,提出一种基于多芯光纤传感的变形飞行器蒙皮变形形状重构方法。该方法基于多芯光纤光栅应变传感原理,利用传感器上的多个光栅传感点,建立光栅波长漂移和曲率之间的转换关系,实现三维曲线重构。此外,为了重构变构型飞行器多维大尺度变形下的形状,本文研究了将重构曲线转化为飞行器机翼的展开角和翻转角,并结合两个角度和飞行器机翼的长宽等固有参数,通过拟合插值将两个角度变化引起的变形连续化,实现了柔性蒙皮多维大尺度变形重构。同时,本文为了减小温度造成的误差,利用多芯光纤中间纤芯不受拉伸和压缩、只受温度影响的特点,将中间纤芯与旁轴纤芯的中心波长漂移量做差,实现温度解耦。为了验证本文变形重构方法的有效性,对飞行器蒙皮多种不同情况下的变形进行了实验测试,并将形变重构结果与视觉测量进行了对比。研究结果表明,飞行器蒙皮多维大尺度变形重构的平均误差为7 mm,变形角度重构的平均误差为3.6%,可以实现变构型飞行器蒙皮多维大尺度变形重构,该方法在航空航天器等结构变形监测领域具有良好的应用前景。

关键词：变形飞行器光纤布拉格光栅柔性蒙皮多维大尺度变形重构

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基于增强型最大比例混合接收机的硅基调制器线性度补偿方法

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光学学报 2023年第23期43卷 118-129页

作者：秦军陶源盛金明韩昌灏 Rahul Kumar Gangwar 李月琴孙剑缪旻北京信息科技大学信息与通信工程学院信息与通信系统信息产业部重点实验室北京100101 北京信息科技大学信息与通信工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100101 北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871

硅基调制器具有体积小、功耗低、易集成等优势,但相较于铌酸锂调制器,线性度通常较差,从而限制了其在光载无线等通信系统中的性能。提出一种增强型最大比例混合接收机(EMRC-Rx),用以补偿硅基调制器对无源光接入网络带来的性能下降缺点。... 详细信息

硅基调制器具有体积小、功耗低、易集成等优势,但相较于铌酸锂调制器,线性度通常较差,从而限制了其在光载无线等通信系统中的性能。提出一种增强型最大比例混合接收机(EMRC-Rx),用以补偿硅基调制器对无源光接入网络带来的性能下降缺点。EMRC-Rx综合利用直接检测机(DD-Rx)和轻相干检测机(Lite CO-Rx)的优势,借助两种接收方式的最大信噪比占比,可以显著提升接收机的灵敏度,进而解决硅基调制器低线性度导致的系统性能下降问题。实验结果表明,当误码率高于KP4-FEC阈值1.0×10^(-4)时,相较于DD-Rx和Lite CO-Rx,EMRC-Rx的接收灵敏度分别提升5.5 dB和8.8 dB,误差矢量幅度(EVM)分别提升32.5%和41.1%,系统性能明显得到改善。通过进一步与铌酸锂调制器进行对比发现,相比采用铌酸锂调制器的Lite CO-Rx和DD-Rx,基于硅基调制器的EMRC-Rx的接收灵敏度分别提升3.5 dB和7.9 dB,且可取得与铌酸锂调制器中MRC-Rx接近的系统性能,验证了EMRC-Rx对硅基调制器低线性度带入的性能劣化的补偿效果。本工作对在5G时代利用硅基调制器构建高可靠、低成本的光子集成接入网具有指导意义。

关键词：硅基调制器直接检测轻相干检测无源光接入网调制器线性度

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航天器多层隔热组件薄膜受力均匀性

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第11期63卷 1868-1877页

作者：刘跃索双富郭飞黄民孙巍伟谭博韬黄首清李芳勇北京信息科技大学机电工程学院现代测控技术教育部重点实验室北京100192 清华大学机械工程系摩擦学国家重点实验室北京100084 北京卫星环境工程研究所航天机电产品环境可靠性试验技术北京市重点实验室北京100094

航天器在发射迅速泄压过程中,多层隔热组件的薄膜受力均匀与否是判断隔热组件是否失效的关键指标之一。在一定压差环境下,若每层隔热薄膜受力不均匀,则某一层薄膜会因承受较大流体压力而失效。该文以多层隔热组件受力均匀性指标展开研究... 详细信息

航天器在发射迅速泄压过程中,多层隔热组件的薄膜受力均匀与否是判断隔热组件是否失效的关键指标之一。在一定压差环境下,若每层隔热薄膜受力不均匀,则某一层薄膜会因承受较大流体压力而失效。该文以多层隔热组件受力均匀性指标展开研究,建立多层隔热组件三维切片模型,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法,分析了多层隔热组件在泄压过程中各级薄膜的受力情况;提出了薄膜压差系数,该系数是体现薄膜受力均匀性的关键指标;采用正交实验设计,分析了多项结构参数对薄膜压差系数的影响规律。结果表明:结构参数对薄膜压差系数的影响程度从大到小分别为薄膜孔直径、薄膜层数、错孔距离和薄膜厚度。该文提出了一种计算薄膜压差系数的数学解析方法,通过将该数学解析方法与CFD方法的计算结果进行对比分析,发现该方法更准确。该数学解析方法可用于快速计算多层隔热组件薄膜压差系数,为判断多层隔热组件薄膜在航天器发射过程中的受力均匀性提供依据,对避免多层隔热组件失效具有重要意义。

关键词：航天器多层隔热组件三维切片模型流体动力学薄膜压差系数

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