检索结果-内蒙古大学图书馆

发光学报 2019年第3期40卷 404-412页

作者：杜云王书涛郑亚南朱文浩河北科技大学电气工程学院河北石家庄050018 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

为准确进行浓度检测,用Savitzky-Golay(SG)多项式曲面平滑法去除三维荧光光谱数据的冗余信息,分别采用平行因子法(PARAFAC)算法和交替惩罚三线性分解(APTLD)算法对光谱数据进行分解。设计多环芳烃类污染物的检测实验,分析了芴(FLU)、苊(... 详细信息

为准确进行浓度检测,用Savitzky-Golay(SG)多项式曲面平滑法去除三维荧光光谱数据的冗余信息,分别采用平行因子法(PARAFAC)算法和交替惩罚三线性分解(APTLD)算法对光谱数据进行分解。设计多环芳烃类污染物的检测实验,分析了芴(FLU)、苊(ANA)及两者混合溶液的荧光光谱特性。FLU溶液在λ_(ex)/λ_(em)=302/322 nm处存在一个明显的荧光峰,并且存在连续侧峰。ANA溶液存在两个荧光峰,分别为λ_(ex)/λ_(em)=290/322 nm和λ_(ex)/λ_(em)=290/336 nm。在激发波长200～370 nm扫描范围和发射波长240～390 nm扫描范围内,FLU和ANA荧光光谱重叠严重。结果表明,两种算法均能分辨出FLU和ANA,并取得了很高的回收率,但APTLD算法的检测效果更好。

关键词：多环芳烃荧光光谱浓度检测 Savitzky-Golay APTLD算法

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以数字化农业系统设计为例的课程融合项目式教学探讨

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教育现代化 2020年第42期 26-29页

作者：王娜刘永红杨天雨张思嘉李心悦李悦燕山大学测试计量技术及仪器河北省重点实验室燕山大学电气工程学院

新时代高校人才培养的战略目标是培养创新型综合素质人才。测控专业具有课程多而杂,涵盖范围广,课程之间又能联系紧密的特点,为锻炼学生综合运用所学知识解决复杂工程问题的能力,培养全方位发展的综合型人才,有必要在相关课程理论授课... 详细信息

新时代高校人才培养的战略目标是培养创新型综合素质人才。测控专业具有课程多而杂,涵盖范围广,课程之间又能联系紧密的特点,为锻炼学生综合运用所学知识解决复杂工程问题的能力,培养全方位发展的综合型人才,有必要在相关课程理论授课结束之后,将内容上密切相关、相承、渗透、互补性的系列课程通过实践方式进行融合。针对创新型人才培养的需求以及测控专业课程设置的特点,基于OBE教学理念,开展课程融合的综合项目教学研究与实践。对测控专业所学课程进行纵向贯通,优化课程间的过渡与衔接,设计多层次项目实践模块,培养学生解决复杂问题的综合能力和思维方法,实现知识、能力、素质的有机融合。以数字化农业系统设计项目为例,展示课程融合项目式教学的理念和内容。项目实施结果表明,通过综合项目实践,学生对课程间的联系有了更深刻的认识,形成了工程意识,学习能力、思维能力、创新能力和解决复杂问题能力都有了很大提高。

关键词：课程融合数字化农业项目式教学

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三维荧光光谱结合组合算法在环境污染监测中的应用：油种鉴别与定量分析（英文）

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光谱学与光谱分析 2019年第10期39卷 3313-3320页

作者：陈至坤黄微程朋飞沈小伟王福斌王玉田华北理工大学电气工程学院河北唐山063210 燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室河北秦皇岛066004

针对油类污染物成分复杂,光谱重叠难以识别的问题,提出采用三维荧光光谱结合组合算法对油类污染物进行了定性和定量分析。荧光光谱中存在的瑞利散射对三维荧光光谱检测有较大影响,提出了缺损数据修复-主成分分析(MDR-PCA)方法对矿物油... 详细信息

针对油类污染物成分复杂,光谱重叠难以识别的问题,提出采用三维荧光光谱结合组合算法对油类污染物进行了定性和定量分析。荧光光谱中存在的瑞利散射对三维荧光光谱检测有较大影响,提出了缺损数据修复-主成分分析(MDR-PCA)方法对矿物油三维荧光光谱的瑞利散射进行处理,原理是单个荧光光谱激发发射矩阵符合双线性,可用主成分分析(PCA)法来解析。MDR-PCA法首先将荧光数据中的散射干扰数据全部扣除,之后利用主成分分析(PCA)迭代过程对扣除数据进行重构修复后补全数据。该方法在消除散射干扰的同时充分利用了荧光物质光谱矩阵中的有效信息。利用不同浓度的矿物油的激发-发射荧光光谱构建了三维数据。样品数据来源于柴油、汽油和煤油三种溶质的四氯化碳溶液。常用于三维荧光光谱数据分析的三线性分解算法有平行因子分析(PARAFAC)、交替三线性分解(ATLD)和自加权交替三线性分解算法(SWATLD)等。PARAFAC基于严格意义上的最小二乘原则,具有抗噪声强、模型稳定、微小预期误差等优点,可以实现三维数据阵列的最佳拟合,但该算法收敛速度较慢,对组分数敏感。ATLD算法通过提取对角主元和切尾奇异值求解广义逆,极大提高了收敛速度并降低了对组分数的敏感度,从而实现三线性分解。然而,取对角元时易使ATLD方法对噪声敏感。SWATLD算法既继承了对组分数不敏感、收敛速度快等优点,又降低了噪声水平的影响。但是在抗共线程度方面,SWATLD算法在抵抗共线性程度方面的能力较ATLD略有降低。基于此,论文根据三线性分解算法迭代过程中损失函数的变化,对迭代过程进行划分,提出了三线性迭代方法的组合算法(algorithm combination methodology,ACM)—将ATLD,SWATLD与PARAFAC组合在一起,充分发挥各算法的优点,实现二阶校正算法的优势互补。采用ACM算法对两组分及三组分矿物油样品的三维荧光光谱数据进行解析,并对三种矿物油的回收率进行了计算。柴油的回收率为97.08%,汽油的回收率为97.34%,煤油的回收率为97.25%。解析光谱和回收率表明,ACM算法能够实现油类污染物的种类识别及浓度测量。

关键词：三维荧光光谱组合算法缺损数据修复-主成分分析组分数回收率

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基于稀疏共空间模式和Fisher判别的单次运动想象脑电信号识别方法

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生物医学工程学杂志 2019年第6期36卷 911-915,923页

作者：付荣荣田永胜鲍甜恬燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 河北省测试计量技术及仪器重点实验室河北秦皇岛066004

本研究旨在通过对脑电信号的优化特征进行提取和分类以实现单次运动想象的解码。在多通道脑电信号分类识别中,各通道数据以及空间滤波器的数目选择方面往往缺乏有效的特征选取策略。针对此问题,提出了一种结合稀疏思想和贪婪搜索的方法... 详细信息

本研究旨在通过对脑电信号的优化特征进行提取和分类以实现单次运动想象的解码。在多通道脑电信号分类识别中,各通道数据以及空间滤波器的数目选择方面往往缺乏有效的特征选取策略。针对此问题,提出了一种结合稀疏思想和贪婪搜索的方法对共空间模式的特征提取进行改进。采用改进后的共空间模式可以有效克服传统方法提取的特征向量空间会存在特征模式重复选取的问题,提取的特征差异更明显。然后采用Fisher线性判别分析对其进行分类。结果表明所提出方法的准确性较传统共空间模式方法提高了19%,利用更少的数据便可以使判别准确率达到最优。本文在脑电信号的特征提取方面取得的研究成果,为实现运动想象脑电信号解码奠定了基础。

关键词：脑-机接口运动想象脑电稀疏共空间模式 Fisher线性判别分析

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单挡板金属-电介质-金属波导耦合圆盘腔级联多Fano共振差动传感

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光学学报 2019年第2期39卷 185-191页

作者：韩帅涛陈颖许扬眉曹景刚高新贝谢进朝朱奇光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 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

基于表面等离子亚波长结构的传输特性与光子局域特性,提出了一种单挡板金属-电介质-金属(MDM)波导耦合圆盘级联结构。由圆盘级联形成的孤立态与金属挡板形成的较宽连续态干涉相长相消,形成了两种不同模式的Fano共振。结合耦合模理论,分... 详细信息

基于表面等离子亚波长结构的传输特性与光子局域特性,提出了一种单挡板金属-电介质-金属(MDM)波导耦合圆盘级联结构。由圆盘级联形成的孤立态与金属挡板形成的较宽连续态干涉相长相消,形成了两种不同模式的Fano共振。结合耦合模理论,分析了该结构形成Fano共振的传输特性,采用有限元分析法对结构进行了模拟仿真,定量分析了结构参数对折射率传感特性影响。根据折射率变化的物理机制,分析了温度和湿度在实际测量过程中对测量结果的影响,并采用差动传感的方法有效解决了传感过程中的交叉敏感问题。

关键词：测量金属-电介质-金属波导 Fano共振单挡板级联结构差动传感

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含双挡板金属-电介质-金属波导耦合方形腔的独立调谐双重Fano共振特性

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物理学报 2019年第10期68卷 248-256页

作者：陈颖曹景刚谢进朝高新贝许扬眉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秦皇岛066004 河北先河环保科技股份有限公司石家庄050000

基于表面等离子激元在亚波长结构的传输特性,设计了一种含双挡板金属-电介质-金属波导耦合两个方形腔的结构.由F-P谐振腔产生的宽谱模式与两个方形谐振腔产生的两个窄谱模式发生干涉作用,形成了独立调谐的双重Fano共振,而且可以通过改... 详细信息

基于表面等离子激元在亚波长结构的传输特性,设计了一种含双挡板金属-电介质-金属波导耦合两个方形腔的结构.由F-P谐振腔产生的宽谱模式与两个方形谐振腔产生的两个窄谱模式发生干涉作用,形成了独立调谐的双重Fano共振,而且可以通过改变两个方形腔的大小及填充介质实现双重Fano共振的独立调谐.基于耦合模理论,定性分析了该结构产生双重Fano共振的机理.利用有限元仿真的方法,定量分析了结构参数对可独立调谐双重Fano共振和折射率传感特性的影响.结果表明,优化参数后该结构的灵敏度分别高达1020和1120 nm/RIU, FOM值分别高达3.59×10~5和1.17×10~6.该结构可为超快光开关、多功能高灵敏度传感器和慢光器件的光学集成提供有效的理论参考.

关键词：表面等离子激元 Fano共振方形腔双挡板

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基于参数迁移的滚动轴承故障诊断

基于参数迁移的滚动轴承故障诊断

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2020年全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议

作者：孙登云关阳星康硕孟宗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

实验室机械设备振动信号样本充足、信息内容丰富。但实际工程中，设备可用标签数据稀缺，大量采集可训练的标签数据，成本高且破坏生态文明。针对这一问题，提出一种基于迁移学习的堆栈式自编码器模型。该模型首先构建三层堆栈式编码网... 详细信息

实验室机械设备振动信号样本充足、信息内容丰富。但实际工程中，设备可用标签数据稀缺，大量采集可训练的标签数据，成本高且破坏生态文明。针对这一问题，提出一种基于迁移学习的堆栈式自编码器模型。该模型首先构建三层堆栈式编码网络，然后利用标准归一化激活函数、动量梯度下降算法、无监督学习的特性和实验室大量的有效数据，训练模型的各层参数，最后使用少量实际工况中的数据进行微调，训练完整的深度迁移学习模型。试验利用三种不同故障模拟实验平台，进行迁移模型的测试试验。结果表明，所提方法能够运用大量良好的实验室滚动轴承信息，识别其它平台滚动轴承的健康状态。

关键词：参数迁移故障诊断堆栈式自编码器动量梯度下降算法

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基于表面等离子体诱导透明的半封闭T形波导侧耦合圆盘腔的波导滤波器

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物理学报 2019年第23期68卷 235-242页

作者：陈颖谢进朝周鑫德张灿杨惠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秦皇岛066004 河北先河环保科技股份有限公司石家庄050000

基于表面等离子体激元的传输及耦合特性,提出了一种半封闭T形波导侧耦合圆盘腔的金属-介质-金属波导滤波器结构.应用有限元法研究了其传输特性.结果表明,在透射光谱中出现了基于等离子诱导透明(PIT)效应的窄带透射峰.通过理论分析与模... 详细信息

基于表面等离子体激元的传输及耦合特性,提出了一种半封闭T形波导侧耦合圆盘腔的金属-介质-金属波导滤波器结构.应用有限元法研究了其传输特性.结果表明,在透射光谱中出现了基于等离子诱导透明(PIT)效应的窄带透射峰.通过理论分析与模场分布有效阐释了PIT透明峰与两侧谷值的物理产生机理,同时数值研究表明通过改变支节长度与圆盘谐振腔半径可调节滤波器共振波长,通过外调制来改变结构介质折射率可实现滤波波长的近似线性调节.进一步,在圆盘腔中内嵌增益介质,增强了其对光的局域能力,加强了模式共振作用,实现了压缩滤波通带带宽的同时有效地提高了结构透射率,相比同类滤波器获得了更好的滤波性能.研究结果为高分辨率窄带滤波器的设计提供了有效的理论参考.

关键词：表面等离子体激元等离子体诱导透明增益介质滤波器

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基于局部时频熵和粒子群优化的风电齿轮箱复合故障诊断

基于局部时频熵和粒子群优化的风电齿轮箱复合故障诊断

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2020年全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议

作者：潘作舟关阳王福林郜文清星康硕孟宗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

为了有效地从非线性、非平稳性的风电齿轮箱复合故障信号中提取有用的信息成分，提出了一种局部时频熵和粒子群优化算法相结合的风电齿轮箱复合故障诊断方法。首先，对故障信号进行形态学滤波，然后将滤波后的信号进行微分经验模式分解... 详细信息

为了有效地从非线性、非平稳性的风电齿轮箱复合故障信号中提取有用的信息成分，提出了一种局部时频熵和粒子群优化算法相结合的风电齿轮箱复合故障诊断方法。首先，对故障信号进行形态学滤波，然后将滤波后的信号进行微分经验模式分解，获得齿轮振动信号的若干IMF分量;把每一个IMF进行分块，计算每一块的局部时频熵值;把局部时频熵值作为支持向量机的输入参数，通过支持向量机进行故障识别与诊断，并用粒子群优化方法对支持向量机的参数优化以获得较高的识别准确率。最后通过实验验证了本文方法的有效性和可行性。

关键词：局部时频熵微分经验模式分解粒子群优化支持向量机故障诊断

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基于FSDPC_Otsu聚类算法的轴承多故障欠定盲分离

基于FSDPC_Otsu聚类算法的轴承多故障欠定盲分离

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2020年全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议

作者：关阳孙登云张光雅刘子涵邢婷婷孟宗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

针对振动源数未知且观测信号小于振动源数量导致的欠定盲源问题,提出一种基于快速搜寻与寻找密度峰值聚类(Clustering by fast search and find of density peaks,FSDPC)的方法,实现轴承多故障诊断.首先将混合信号投影到多维空间上并计... 详细信息

针对振动源数未知且观测信号小于振动源数量导致的欠定盲源问题,提出一种基于快速搜寻与寻找密度峰值聚类(Clustering by fast search and find of density peaks,FSDPC)的方法,实现轴承多故障诊断.首先将混合信号投影到多维空间上并计算每点的密度值,在此基础上利用最大类间方差法(Otsu)对点密度进行阈值分割,去除干扰点对聚类准确率的影响,然后根据数据的密度峰值确定聚类中心,估计混合矩阵;最后通过L1范数最小化对混合信号进行分离,并对分离信号进行包络谱分析,实现故障诊断.FSDPC_Otsu方法可在源数和聚类中心初值未知的条件下估计混合矩阵,且保证混合矩阵精度.实验结果表明,应用FSDPC_Otsu方法的稀疏成分分析能够对轴承多故障信号进行欠定盲分离,进而实现故障识别与诊断.

关键词：密度峰值聚类稀疏成分分析欠定盲分离故障诊断

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