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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压缩感知结合卷积网络的天然气管道泄漏孔径识别

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振动与冲击 2020年第21期39卷 17-23页

作者：温江涛付磊孙洁娣王涛张光宇张鹏程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 燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004 燕山大学河北省信息传输与信号处理重点实验室秦皇岛066004

针对传统天然气管道泄漏孔径检测面临的原始数据冗余性大、特征选取主观依赖性强以及复杂环境下识别准确率低等问题,提出了一种将压缩感知与深度卷积神经网络相结合的泄漏孔径识别方法。首先利用随机高斯矩阵对原始泄漏信号进行压缩采集... 详细信息

针对传统天然气管道泄漏孔径检测面临的原始数据冗余性大、特征选取主观依赖性强以及复杂环境下识别准确率低等问题,提出了一种将压缩感知与深度卷积神经网络相结合的泄漏孔径识别方法。首先利用随机高斯矩阵对原始泄漏信号进行压缩采集,以较少的压缩感知域数据获取全部泄漏信息;然后构建深度一维卷积神经网络,将压缩采集数据送入网络中实现自适应特征提取及高准确度泄漏孔径识别;还对主要参数的影响进行了深入的分析。实验结果表明,该方法能够快速、准确地实现天然气管道泄漏孔径识别,且在低信噪比环境下具有较好的鲁棒性,总体识别效果优于传统的分类方法。

关键词：管道泄漏孔径识别压缩感知采集 1维卷积网络自适应特征提取

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侧耦合谐振腔的多重独立可调谐Fano共振传感特性

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光学学报 2020年第4期40卷 94-100页

作者：陈颖许扬眉谢进朝高新贝曹景刚李少华燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004 河北先河环保科技股份有限公司河北石家庄050035

基于表面等离极化激元在亚波长结构的传输特性,提出了一种含单挡板的金属-介质-金属(MIM)波导耦合双T型谐振腔的结构。在近场耦合作用下,单挡板形成的较宽连续态与单T型腔形成的较窄离散态,经过复杂的干涉相消形成非对称的双重Fano共振... 详细信息

基于表面等离极化激元在亚波长结构的传输特性,提出了一种含单挡板的金属-介质-金属(MIM)波导耦合双T型谐振腔的结构。在近场耦合作用下,单挡板形成的较宽连续态与单T型腔形成的较窄离散态,经过复杂的干涉相消形成非对称的双重Fano共振峰。基于耦合模理论,研究了单挡板MIM波导耦合单T型腔Fano共振的产生机理,并采用有限元分析法对该结构进行了模拟仿真。在此基础上,研究了含双T型腔结构的四重Fano共振形成过程,分析了上下T型腔结构参数对Fano共振峰的影响。结果表明,上下T型腔产生的Fano共振峰互不影响,且由单个T型腔可以实现两个Fano共振峰独立可调谐,故含金属挡板的MIM波导耦合双T型腔结构可以实现四个Fano共振峰独立可调谐。该结构可为差动传感器和波分复用器的设计提供有效的理论参考。

关键词：激光技术表面等离极化激元 T型腔挡板 Fano共振

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3D打印复合材料拉伸变形的声发射监测

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复合材料科学与工程 2022年第12期 69-74页

作者：孙恒马连华周伟刘佳姬晓龙河北大学质量技术监督学院保定071002 计量仪器与系统国家地方联合工程研究中心保定071002 河北省能源计量与安全检测技术重点实验室保定071002

3D打印技术为复合材料制备提供了一种新方法。为了研究不同打印层厚度(t)对3D打印复合材料拉伸变形和损伤演化的影响,采用COMBOT-200打印机打印了3种不同打印层厚度的复合材料。采用声发射(acoustic emission, AE)和数字图像相关(digita... 详细信息

3D打印技术为复合材料制备提供了一种新方法。为了研究不同打印层厚度(t)对3D打印复合材料拉伸变形和损伤演化的影响,采用COMBOT-200打印机打印了3种不同打印层厚度的复合材料。采用声发射(acoustic emission, AE)和数字图像相关(digital image correlation, DIC)技术研究了拉伸加载下3D打印复合材料的力学行为和损伤演化。通过声发射信号分析、聚类分析和全局应变分析,清晰揭示了其失效机理。结果表明:随着打印层厚度的增加,3D打印复合材料的破坏载荷减小,单位时间内AE信号累积撞击数迅速增加;拉伸载荷下AE信号分为三类,分别为基体开裂、纤维脱黏和纤维断裂。在相同载荷范围内,试件表面应变值随打印层厚度的增加而增大。当试样接近拉伸破坏时,材料的表面应变急剧增加,表明试样接近断裂。利用AE和DIC相辅相成的无损检测技术,可以同时获得3D打印复合材料在拉伸载荷下的声发射响应和表面应变场信息,揭示其损伤演化和断裂机理。AE和DIC技术的结合为3D打印复合材料的健康监测提供了参考。

关键词： 3D打印复合材料声发射数字图像相关聚类分析损伤机理

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亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构的Fano共振传感机理

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中国激光 2020年第4期47卷 310-317页

作者：陈颖周鑫德周健张敏丁志欣李少华燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室河北秦皇岛066004 河北先河环保科技股份有限公司河北石家庄050600

基于表面等离子体极化激元的传输特性和周期性光子晶体的光学特性,提出了一种在亚波长介质光栅-金属Ag薄膜结构中产生离散态,在周期性光子晶体结构中产生连续态的亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构。通过对该结构进行... 详细信息

基于表面等离子体极化激元的传输特性和周期性光子晶体的光学特性,提出了一种在亚波长介质光栅-金属Ag薄膜结构中产生离散态,在周期性光子晶体结构中产生连续态的亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构。通过对该结构进行理论分析和传输特性研究,阐述了该结构中Fano共振产生的机理,建立了基于角度调制的Fano共振传感结构模型,并定量分析了结构参数对反射光谱曲线的影响。结果表明:当周期性光子晶体周期层数N=4、光栅周期Λ=258 nm和金属Ag薄膜厚度d0=27 nm时,该结构的品质因数FOM值高达2.11×10^4,角灵敏度S=40(°)/RIU。该结构为亚波长介质光栅结构中实现Fano共振提供了有效的理论参考,对光学折射率传感结构的设计具有一定的指导意义。

关键词：表面光学表面等离子体极化激元亚波长介质光栅周期性光子晶体角度调制 Fano共振

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含缺陷纤维复合材料热老化后变形与损伤破坏声发射行为

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电子测量技术 2022年第14期45卷 172-178页

作者：郭雪吟周伟马连华刘佳姬晓龙河北大学质量技术监督学院保定071002 计量仪器与系统国家地方联合工程研究中心保定071002 河北省能源计量与安全检测技术重点实验室保定071002

不同时间影响下玻璃纤维增强复合材料(GFRP)的热老化效应亟待研究。本文采用声发射(AE)与数字图像相关技术(DIC)相结合的互补无损检测技术,分别对热老化0、4、8、16 d后三点弯曲试样的损伤过程进行实时监测,并进一步分析预制缺陷对热老... 详细信息

不同时间影响下玻璃纤维增强复合材料(GFRP)的热老化效应亟待研究。本文采用声发射(AE)与数字图像相关技术(DIC)相结合的互补无损检测技术,分别对热老化0、4、8、16 d后三点弯曲试样的损伤过程进行实时监测,并进一步分析预制缺陷对热老化后复合材料的纤维与基体界面间性能的影响。对AE信号进行K-means聚类分析同时通过DIC进行全局应变场测量,表征了预制缺陷和热老化时间对GFRP力学行为和变形损伤机理的影响。结果表明:声发射信号可以对各类损伤进行分类,通过分析脱粘信号发现,在层合板内部交联时,脱粘信号减少且分布在失效载荷后;随着热老化进展至水分挥发阶段,脱粘信号增多并均匀分布在断裂前期与后期。对于预制纤维断裂的层合板,交联现象会使层合板加载过程中纤维断裂信号数量减少且幅度降低,最大应变值减小,有效地提升了层合板承载能力。声发射聚类分析和数字图像相关技术结合可以较好地描述不同热老化条件下GFRP的损伤演化过程,有助于进一步揭示缺陷和热老化时间对GFRP内部损伤机理的影响规律。

关键词：预制缺陷声发射热老化时间 K均值聚类损伤机理

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基于超宽带的TDOA相邻单元协同定位技术

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电子测量技术 2022年第1期45卷 77-83页

作者：韦子辉王世昭叶兴跃马英杰李小阳方立德河北大学质量技术监督学院保定071002 计量仪器与系统国家地方联合工程研究中心保定071002 河北省能量计量与安全检测技术重点实验室保定071002

针对目前超宽带TDOA分单元定位系统存在位置多解性、定位精度低等问题,提出了相邻单元协同定位方法以及基于改进樽海鞘群算法的协同定位方程解算算法。该方法通过汇总相邻单元内收到同一定位请求信号的全部测量值,使坐标解算不再局限于... 详细信息

针对目前超宽带TDOA分单元定位系统存在位置多解性、定位精度低等问题,提出了相邻单元协同定位方法以及基于改进樽海鞘群算法的协同定位方程解算算法。该方法通过汇总相邻单元内收到同一定位请求信号的全部测量值,使坐标解算不再局限于一个时钟同步单元内,由此也导致参与位置计算的测量值个数与基站布局不确定性增加,Taylor算法无法满足解算要求,进而使用改进樽海鞘群算法代替Taylor算法进行协同定位位置计算,最终求得待测点位置坐标。6基站相邻单元协同定位实验结果表明,各测量点的R95值处于12~15 cm之间,最大残余误差处于16~23 cm之间。所提方法无需进行多参量判断取舍位置信息,有效解决了位置多解性问题并提高了定位精度。

关键词：超宽带 TDOA定位多解性问题单元协同定位改进樽海鞘群算法

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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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纳米黏结剂修补复合材料的胶接界面损伤演化行为研究

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复合材料科学与工程 2022年第4期 73-80,110页

作者：姬晓龙周伟杜永刚刘佳马连华河北大学质量技术监督学院保定071002 计量仪器与系统国家地方联合工程研究中心保定071002 河北省能源计量与安全检测技术重点实验室(筹) 保定071002

本文在环氧树脂中添加0.1wt%的纳米纤维素以制备纳米黏结剂,旨在改善环氧树脂黏结剂的机械强度以及柔韧性,从而提高其修补效率和耐久性。将声发射技术和数字图像相关技术结合,研究弯曲载荷下复合材料内部的力学行为和变形损伤。通过声... 详细信息

本文在环氧树脂中添加0.1wt%的纳米纤维素以制备纳米黏结剂,旨在改善环氧树脂黏结剂的机械强度以及柔韧性,从而提高其修补效率和耐久性。将声发射技术和数字图像相关技术结合,研究弯曲载荷下复合材料内部的力学行为和变形损伤。通过声发射特征信号的分析、聚类处理与全场/局部应变和位移的测量,对不同修补结构的失效机理进行深入讨论。结果表明:与环氧树脂黏结剂相比,纳米黏结剂具有更好的黏结效果,展现出较高的能量吸收和载荷转移能力,修补试件的失效载荷和最大位移分别提高了3.1%和6.1%。聚类分析结果和内部损伤的声发射响应可以用来评估修复性能并获得主要损伤模式,不同修补试件胶接界面上的变形场有助于监测胶层内损伤的起始和扩展。将声发射特征响应与内部变形损伤建立联系,成功实现了胶接修补界面的损伤行为演化。

关键词：互补的无损检测技术纳米纤维素修补效率胶接界面损伤演化复合材料

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