检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2020年第4期41卷 49-57页

作者：张淑清要俊波张立国姜安琦穆勇燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004 国网冀北电力有限公司唐山供电公司唐山063000

智能电网的发展使得电网获取的数据逐渐增多,为了从多维大数据中获取有用信息并对短期内电力负荷进行准确的预测,提出了一种基于改进的深度稀疏自编码器(IDSAE)降维及果蝇优化算法(FOA)优化极限学习机(ELM)的短期电力负荷预测方法。将L... 详细信息

智能电网的发展使得电网获取的数据逐渐增多,为了从多维大数据中获取有用信息并对短期内电力负荷进行准确的预测,提出了一种基于改进的深度稀疏自编码器(IDSAE)降维及果蝇优化算法(FOA)优化极限学习机(ELM)的短期电力负荷预测方法。将L1正则化加入到深度稀疏自编码器(DSAE)中能够诱导出更好的稀疏性,用IDSAE对影响电力负荷预测精度的高维数据进行特征降维,消除了指标间的多重共线性,实现高维数据向低维空间的压缩编码。采用FOA优化算法优化ELM的权值和阈值,得到最优值,能够克服因极限学习机随机选择权值和阈值导致预测精度低的缺点。首先将气象因素通过IDSAE降维,得到稀疏后的综合气象因素特征指标,协同电力负荷数据作为FOA优化的ELM预测模型的输入向量进行电力负荷预测。通过与DSAE-FOAELM、DSAE-ELM和IDSAE-ELM等模型的对比实验,证明了提出的预测模型能有效提高预测精度,经计算得出预测精度提升大约8%。

关键词：短期电力负荷预测深度稀疏自编码器(DSAE) 降维果蝇优化算法极限学习机

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基于条件生成对抗网络的人体步态生成

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仪器仪表学报 2020年第1期41卷 129-137页

作者：吴晓光邓文强牛小辰贾哲恒刘绍维燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004 秦皇岛职业技术学院秦皇岛066100

针对人体个性化步态生成研究中的生成目标单一、个性化特征刻画不全面等问题,提出一种基于条件生成对抗网络的人体个性化步态生成方法。首先,将全身共51个关节角作为生成目标;其次,根据个体参数、行走速度、关节构成和协同关系等行走特... 详细信息

针对人体个性化步态生成研究中的生成目标单一、个性化特征刻画不全面等问题,提出一种基于条件生成对抗网络的人体个性化步态生成方法。首先,将全身共51个关节角作为生成目标;其次,根据个体参数、行走速度、关节构成和协同关系等行走特征,建立数据标签并构成条件信息;再次,利用条件生成对抗网络模拟人体步态形成过程;最后,通过调整条件信息生成具有不同行走特征的个性化步态。经实验分析,该方法生成的个性化步态与真实行走数据的相关系数高于0.98,平均绝对偏差小于0.08 rad,阈值绝对偏差在5%以下,且步态稳定性判据结果均处于稳定区间内。实验结果表明,该方法能够有效生成对应不同行走特征的个性化步态,同相似研究相比,对行走特征的刻画更全面,生成步态具有更好的整体性。

关键词：条件生成对抗网络人体步态形成个性化步态特征步态稳定性判据

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基于三维荧光光谱和PSO-SVM对胭脂红含量的测定

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光谱学与光谱分析 2019年第1期39卷 150-155页

作者：王书涛彭涛李明珊王贵川孔德明王玉田燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

胭脂红是一种应用广泛的食品色素,在各种食品、饮料的添加剂里都有它的身影,过量食用人工合成色素会严重危害健康。食物中色素一般都是多种联用,各种色素之间会相互产生干扰,这加大了对食品中色素检测的难度,模拟食品中多种色素共存的环... 详细信息

胭脂红是一种应用广泛的食品色素,在各种食品、饮料的添加剂里都有它的身影,过量食用人工合成色素会严重危害健康。食物中色素一般都是多种联用,各种色素之间会相互产生干扰,这加大了对食品中色素检测的难度,模拟食品中多种色素共存的环境,采用荧光光谱技术,结合PSO-SVM算法,建立一种测定混合溶液中胭脂红含量的方法。从试剂公司购买胭脂红和苋菜红固体粉末,选择胭脂红为待检测色素,苋菜红为干扰色素,配成不同浓度的胭脂红单色溶液以及加入苋菜红后的混合溶液样本,其中胭脂红的浓度在0.1～30μg·mL^(-1)之间,干扰色素苋菜红的浓度在0.1～10μg·mL^(-1)之间随意添加。运用Edinburgh Instruments公司生产的FS920稳态荧光光谱仪,测得胭脂红单色溶液与加入苋菜红后混合溶液的荧光光谱图,分析得到胭脂红的最佳激发波长为λex=326nm,最佳发射波长为λem=430nm。各选取6组不同浓度的单色样本以及混合色素样本,其中,胭脂红的物质浓度同为3,4,5,6,7和8μg·mL^(-1),苋菜红的物质浓度都定在2μg·mL^(-1)。观察6组样本在激发波长λex=326nm时的发射光谱和荧光强度的关系。单色样本中,胭脂红浓度与荧光强度线性关系良好;而在混合溶液中,随着胭脂红浓度的增加,荧光强度呈现出先降后增再降的过程,光谱线型、强度与各组分浓度间存在复杂的非线性关系,得以证明混合溶液的荧光光谱并不是由各组分光谱简单的叠加,而是在吸收光谱的过程中,胭脂红溶液与苋菜红溶液存在竞争和相互影响。配取25组胭脂红、苋菜红混合溶液,从中选择7个作为预测样本,其余18组作为训练样本。7个预测样本中胭脂红的浓度分别为1.0,2.0,4.0,6.0,9.0,12和15μg·mL^(-1),干扰物质苋菜红的物质浓度在0.1～10μg·mL^(-1)之间。选择各组样本在最佳激发波长λex=326nm下对应的荧光强度,作为检测模型的输入,以胭脂红的预测浓度作为输出。对PSO参数初始化设置后,训练输出SVM的最佳参数c和g,将所得的最佳参数输入PSO-SVM模型,得到7组预测样本的浓度预测结果分别为:1.146 9,1.860 6,3.854 4,6.1469,9.133 8,11.857 6和14.859 8μg·mL^(-1)。分析PSO-SVM的预测结果,得到胭脂红平均回收率为100.84%,预测均方根误差(RMSEP)为1.03×10-4,模型输出与真实值之间的相关系数是0.999。在同等条件下,采用误差逆向传播算法(BP)预测得到的7组样本浓度分别为:1.140 1,2.139 8,3.188 2,6.4362,8.882 7,11.860 1和12.664 3μg·mL^(-1),其平均回收率为98.56%,均方根误差为4.65×10-3,输出值与真实值之间的相关系数为0.972。与误差逆向传播算法(BP)的预测结果相比较,PSO-SVM相关系数高出2.7%,平均回收率高出0.6%,均方根误差降低了将近一个数量级。分析结果表明,通过荧光光谱技术与PSO-SVM相结合的方法,能够有效的避开干扰色素的影响,准确的测定混合溶液中胭脂红的含量,并且效果相比较于BP更加理想。

关键词：荧光光谱胭脂红粒子群优化算法支持向量机

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基于多重多尺度熵的孤独症静息态脑电信号分析

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自动化学报 2020年第6期46卷 1255-1263页

作者：李昕安占周李秋月蔡二娟王欣燕山大学电气工程学院生物医学工程研究所秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室秦皇岛066004

面向孤独症儿童脑功能状态评估问题,提出一种多重多尺度熵脑电特征提取算法.算法针对传统多尺度熵信息丢失问题,在移动均值粗粒化基础上,采用延搁取值法构建多个尺度上的多重脑电信号序列,再进一步计算各个尺度的样本熵.算法不仅克服了... 详细信息

面向孤独症儿童脑功能状态评估问题,提出一种多重多尺度熵脑电特征提取算法.算法针对传统多尺度熵信息丢失问题,在移动均值粗粒化基础上,采用延搁取值法构建多个尺度上的多重脑电信号序列,再进一步计算各个尺度的样本熵.算法不仅克服了传统多尺度熵的信息丢失问题,还能充分挖掘脑电信号的细节信息,同时减小了尺度间的波动.基于该算法分析了16名孤独症儿童和16名正常儿童的19个通道的脑电信号.结果表明:正常儿童F7、F8、T4、P3通道的多重多尺度熵和复杂度均高于孤独症儿童,且存在显著性差异(P<0.05).表明前颞叶(F7、F8)可以作为孤独症儿童脑功能状态评估的敏感脑区,T4、P3可以作为辅助干预的敏感通道.

关键词：孤独症静息态脑电信号多重多尺度熵复杂度

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复杂水质环境下基于PSO-ELM的BOD快速检测

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计量学报 2021年第1期42卷 105-110页

作者：陈颖崔行宁肖春艳张杰张灿杨惠李少华燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 河南理工大学资源与环境学院河南焦作454000 河北先河环保科技股份有限公司河北石家庄050000

针对检测生化需氧量(BOD)的传统五日培养法(BOD5)操作复杂、时效性差的不足,以及水质中复杂环境因素干扰检测过程等问题,提出了基于微生物膜法的快速检测系统,进而以粒子群算法(PSO)优化的极限学习机(ELM)算法来实现BOD检测。检测系统... 详细信息

针对检测生化需氧量(BOD)的传统五日培养法(BOD5)操作复杂、时效性差的不足,以及水质中复杂环境因素干扰检测过程等问题,提出了基于微生物膜法的快速检测系统,进而以粒子群算法(PSO)优化的极限学习机(ELM)算法来实现BOD检测。检测系统以溶解氧传感器和微生物膜反应器为核心,能够在35 min内完成检测,其中微生物反应器使用功能化的螺旋玻璃管制成,但微生物膜易受水质复杂环境的影响。为此,运用PSO-ELM算法消除水质中浊度(SS)、p H值、氧化还原电位(ORP)对检测结果的干扰,与BP神经网络和ELM算法相比,运行时间分别缩短0.92 s和0.24 s,测试误差分别减小5.3%和4.0%。在实际海水水样的测试结果中,该方法与BOD5法相对误差保持在2.69%~3.86%内。

关键词：计量学生化需氧量快速检测粒子群算法极限学习机

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基于近红外光谱融合与深度学习的玉米成分定量建模方法

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食品与发酵工业 2020年第23期46卷 213-219页

作者：谈爱玲王晓斯楚振原赵勇燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

为探索光谱融合结合深度学习对玉米成分定量检测的可行性,针对80个玉米样本的原始、一阶导数、二阶导数光谱和前3类的串行融合光谱分别构建一维卷积神经网络(one-dimensional convolution neural network,1D-CNN)模型,对样本中水分、油... 详细信息

为探索光谱融合结合深度学习对玉米成分定量检测的可行性,针对80个玉米样本的原始、一阶导数、二阶导数光谱和前3类的串行融合光谱分别构建一维卷积神经网络(one-dimensional convolution neural network,1D-CNN)模型,对样本中水分、油脂、蛋白质和淀粉4种成分含量进行定量建模。结果表明,基于串行融合光谱的1D-CNN的4种成分模型性能指标均优于单独基于一种光谱的模型。与传统偏最小二乘回归和支持向量机回归对比,所建立的定量模型性能均为最优。针对测试集,4种成分模型的决定系数和均方根误差分别为0.956和0.211、0.972和0.118、0.982和0.239、0.949和0.428。实验结果表明,串行光谱融合结合卷积神经网络的方法能够充分挖掘光谱所蕴含的信息,增强模型预测能力,为近红外光谱定量分析提供新思路。

关键词：近红外光谱玉米成分深度学习一维卷积神经网络光谱融合

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基于CT图像的金属点阵结构内部缺陷检测方法

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计量学报 2020年第5期41卷 544-550页

作者：张玉燕李永保温银堂张芝威燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004

基于计算机断层扫描(CT)图像的灰度值分布特征,提出了一种金属三维多层点阵结构内部缺陷的检测方法。通过3个横向相邻固定尺寸像素点集合灰度值总和之间的差值分布来判别缺陷的存在,理论分析给出了相应的判别标准和依据。实验验证结果表... 详细信息

基于计算机断层扫描(CT)图像的灰度值分布特征,提出了一种金属三维多层点阵结构内部缺陷的检测方法。通过3个横向相邻固定尺寸像素点集合灰度值总和之间的差值分布来判别缺陷的存在,理论分析给出了相应的判别标准和依据。实验验证结果表明:与人工标记的方法进行对比,该算法对金属三维多层点阵结构样件的内部典型断层缺陷的识别率达到98. 5%。

关键词：计量学金属点阵结构 CT扫描图像缺陷检测灰度值总和增材制造

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基于变分模态分解和奇异值分解的频率相近信号分离方法

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计量学报 2020年第11期41卷 1404-1409页

作者：邢婷婷关阳刘子涵樊凤杰孟宗燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 唐山工业职业技术学院河北唐山063000

频率相近信号分离是故障诊断的难点问题。变分模态分解(VMD)作为一种新的信号时频分析方法,对频率相近信号具有较高的分辨率,能够实现频率相近信号的分离。VMD分解时先指定分解层数,层数选取的优劣将直接影响分解效果,过分解时容易产生... 详细信息

频率相近信号分离是故障诊断的难点问题。变分模态分解(VMD)作为一种新的信号时频分析方法,对频率相近信号具有较高的分辨率,能够实现频率相近信号的分离。VMD分解时先指定分解层数,层数选取的优劣将直接影响分解效果,过分解时容易产生虚假频率成分,反之,欠分解则容易丢失有用频率成分。基于此,提出一种基于变分模态分解和奇异值分解相结合的相近频率信号分离方法。首先选择适当的分解层数对信号进行VMD过分解,然后对分解得到的分量进行奇异值分解,通过奇异值分解检测并剔除虚假信号成分,从而实现频率相近信号的有效分离。利用仿真信号和滚动轴承故障信号证明了该方法的有效性和可行性。

关键词：计量学故障诊断旋转机械变分模态分解奇异值分解频率相近信号分离

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基于GMM-ICSA的光谱重叠峰分解研究

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计量学报 2021年第10期42卷 1386-1392页

作者：朱丹丹孙世成杨惠张灿朱奇光李康史彦新陈颖燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及其仪器重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室河北秦皇岛066004 自然资源部水文地质环境地质调查中心地质环境监测工程技术创新中心河北保定071051

针对X射线荧光光谱法(XRF)中Pb元素和As元素的重叠峰导致的元素浓度建模困难、乌鸦搜索算法(CSA)鲁棒性较弱等问题,将高斯混合模型(GMM)与改进型乌鸦算法(ICSA)相结合来实现重叠峰的分解。ICSA相比于CSA的改进主要有:引入了"乌鸦反... 详细信息

针对X射线荧光光谱法(XRF)中Pb元素和As元素的重叠峰导致的元素浓度建模困难、乌鸦搜索算法(CSA)鲁棒性较弱等问题,将高斯混合模型(GMM)与改进型乌鸦算法(ICSA)相结合来实现重叠峰的分解。ICSA相比于CSA的改进主要有:引入了"乌鸦反哺"的特性,将GMM与ICSA更好的衔接在一起;将固定的意识概率更改为梯度型,使种群迭代更有多样性;适当调整了全局的优化策略,使算法更稳定收敛更快。将GMM模型与GMM-ICSA模型作对比实验,可得优化后的模型分解精度提升了4.93%;同时以均方误差和迭代时间为衡量搜索算法的标准,将ICSA与同类型的4种算法做了对比实验得出:CSA的均方误差和迭代时间均优于其他算法,从而表明改进后的算法能处理重叠峰问题的可行性。

关键词：计量学光谱重叠峰 X射线荧光光谱法改进型CSA 高斯混合模型元素浓度

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基于时延反馈多稳随机共振的微弱信号检测方法

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计量学报 2020年第7期41卷 868-872页

作者：时培明袁丹真张文跃李梦迪韩东颖燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学车辆与能源学院河北秦皇岛066004

为了检测噪声背景下的微弱信号,提出了一种基于一次项时延的新型多稳态随机共振模型。分析了各参数对该模型的影响,并与时延反馈随机共振模型进行对比。提出的基于一次项时延的多稳态随机共振模型可以集中增强微弱信号特征频率处的幅值... 详细信息

为了检测噪声背景下的微弱信号,提出了一种基于一次项时延的新型多稳态随机共振模型。分析了各参数对该模型的影响,并与时延反馈随机共振模型进行对比。提出的基于一次项时延的多稳态随机共振模型可以集中增强微弱信号特征频率处的幅值,提高输出信号的信噪比和谱功率放大系数。通过实例验证表明提出的方法可以有效检测出早期微弱信号的特征。

关键词：计量学微弱信号检测多稳随机共振时延反馈信噪比故障诊断

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