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Ripple-effect analysis for operational architecture of air defense systems with supernetwork modeling 被引量:5
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作者 Zhigang Zou Fuxian Liu +2 位作者 Shiman Sun Lu Xia Chengli Fan 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2014年第2期249-264,共16页
In order to solve the problem that the ripple-effect analy- sis for the operational architecture of air defense systems (OAADS) is hardly described in quantity with previous modeling approaches, a supernetwork model... In order to solve the problem that the ripple-effect analy- sis for the operational architecture of air defense systems (OAADS) is hardly described in quantity with previous modeling approaches, a supernetwork modeling approach for the OAADS is put for- ward by extending granular computing. Based on that operational units and links are equal to different information granularities, the supernetwork framework of the OAADS is constructed as a “four- network within two-layer” structure by forming dynamic operating coalitions, and measuring indexes of the ripple-effect analysis for the OAADS are given combining with Laplace spectral radius. In this framework, via analyzing multidimensional attributes which inherit relations between operational units in different granular scales, an extended granular computing is put forward integrating with a topological structure. Then the operation process within the supernetwork framework, including transformation relations be- tween two layers in the vertical view and mapping relations among functional networks in the horizontal view, is studied in quantity. As the application case shows, comparing with previous modeling approaches, the supernetwork model can validate and analyze the operation mechanism in the air defense architecture, and the ripple-effect analysis can be used to confirm the key operational unit with micro and macro viewpoints. 展开更多
关键词 operational architecture air defense system super-network model Laplace spectral radius ripple-effect analysis.
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Laser Induced Breakdown Spectroscopy for Comparative Quantitative Analysis of Betel Leaves from Pakistan 被引量:1
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作者 I Rehan K Rehan +1 位作者 S Sultana R Muhammad 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3295-3302,共8页
Laser induced breakdown Spectroscopy(LIBS)was applied for the elemental analysis and exposure of the heavy metals in betel leaves in air.Pulsed Nd∶YAG(1064 nm)in conjunction with a suitable detector(LIBS 2000+,Ocean ... Laser induced breakdown Spectroscopy(LIBS)was applied for the elemental analysis and exposure of the heavy metals in betel leaves in air.Pulsed Nd∶YAG(1064 nm)in conjunction with a suitable detector(LIBS 2000+,Ocean Optics,Inc)having the optical resolution of 0.06 nm was used to record the emission spectra from 220 to 720 nm.Elements like Al,Ba,Ca,Cr,Cu,P,Fe,K,Mg,Mn,Na,P,S,Sr,and Zn were found to present in the samples.The relative abundances of the observed elements were calculated through standard calibration curve method,integrated intensity ratio method,and weight percentage LIBS approach.LIBS findings were validated by comparing its results with the results obtained using a typical analytical technique of Inductively Coupled plasma-optical emission spectroscopy(ICP-OES).Limit of detection(LOD)of the LIBS system was also estimated for heavy metals.The experience gain through this work implies that LIBS could be highly applicable for testing the quality and purity of food products. 展开更多
关键词 Laser induced BREAKDOWN spectroscopy(LIBS) spectral analysis Inductively coupled plasma-optical emission SPECTROMETRY Limit of detection(LOD)
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基于载波频谱分析的激光多普勒振动信号解调
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作者 朱军 张明蔚 +3 位作者 施鹏磊 侯聪 李翔 俞本立 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期345-353,共9页
激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析... 激光多普勒振动测量多采用激光外差法,其解调过程中需采用正交混频、滤波、反正切等运算,过程较为复杂,硬件要求较高。本文提出一种基于激光多普勒载波信号的频谱分析的方法,利用载波主频与振动信号引起的边频之间的强度关系,直接解析出振动目标的振幅与频率信息,最大可检测量不受传统外差解调极限的限制。并通过仿真和实验研究,验证了该方法的可行性。在与标准振动源的对标实验中,在距离振动目标17 m、振动目标频率范围为60 Hz~20 kHz的条件下,散射光信号实测幅值范围为21.44 pm~44.21μm,与参考值相比,展示出良好的一致性,表明本文所提频谱分析方法可应用于平稳振动信号的非接触远距离测量。 展开更多
关键词 激光技术 激光测振 频谱分析 多普勒信号 相干探测
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不同空间大地技术确定的ERP参数时变特征分析
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作者 魏二虎 朱颜 +3 位作者 张云龙 罗一乐 田晓静 刘经南 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第6期551-554,579,共5页
以各单独测量手段得到的地球自转参数(ERP)为基础,分别输出时域和频域的处理结果,再将每次分析得到的指标参数与国际地球自转服务(IERS)联合解算得到的数据分析结果进行横向对比。结果表明,不同测量手段得到的ERP的时变特征存在一定差异。
关键词 地球自转参数 时变特征 频谱分析 快速傅里叶变换 功率谱密度分析
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基于WiFi的多目标呼吸检测方法研究
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作者 秦娥 张锦鸿 +6 位作者 徐也淳 贾逸哲 王可 毛科技 李卫锋 邱杰凡 何文秀 《传感技术学报》 北大核心 2025年第1期112-121,共10页
在探讨多目标呼吸监测技术的过程中,挑战主要集中于如何准确无误地分离和识别多个对象的呼吸信号。解决这一问题的关键技术是在WiFi系统中采用MIMO技术,该技术通过增加物理测量点的数量,使得在静态环境中对多个人的呼吸进行监测成为可... 在探讨多目标呼吸监测技术的过程中,挑战主要集中于如何准确无误地分离和识别多个对象的呼吸信号。解决这一问题的关键技术是在WiFi系统中采用MIMO技术,该技术通过增加物理测量点的数量,使得在静态环境中对多个人的呼吸进行监测成为可能。目前,多人呼吸监测的方法大多依赖于对信道状态信息(CSI)的幅度进行频谱分析,以便提取出呼吸信号。然而,依赖于频谱分析的方法面临两个主要问题:首先,所能达到的频率分辨率受限于数据的持续时间,这意味着在数据长度不足时,无法区分频率相近的呼吸信号;其次,频谱分析只能提供一定时间段内的平均呼吸频率,不能详细反映出这段时间内呼吸模式的变化。为了解决这些问题,开发了一种名为MoRadio的新型多人呼吸监测方法。通过实验验证,证明该方法能够有效识别和监测呼吸率相近的多个目标,且在多人环境下对目标数量的识别准确率高达95%,bpm最佳可达0.1。 展开更多
关键词 多目标呼吸检测 MIMO技术 频谱分析 信道状态数据
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水中重金属的光学参数计算方法及光谱分析——以典型铅化合物为例
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作者 梁业恒 欧阳宇纯 +6 位作者 许敏端 邓孺孺 雷聪 徐丹 郭昱 谷钰泽 刘蓉 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2149-2155,共7页
基于遥感的水体重金属反演一直是环境遥感领域中的难点方向,其中一个重要原因是与重金属相关的光学参数未被系统地测量形成完整的光谱库,导致遥感反演模型中输入参数的缺失,从而限制了学者们向更深入的方面开展研究。鉴于此,选择四种在... 基于遥感的水体重金属反演一直是环境遥感领域中的难点方向,其中一个重要原因是与重金属相关的光学参数未被系统地测量形成完整的光谱库,导致遥感反演模型中输入参数的缺失,从而限制了学者们向更深入的方面开展研究。鉴于此,选择四种在重金属污染企业生产废水中常见的铅化合物:硫酸铅、四氧化三铅、铬酸铅、硫化铅,测量其在波长范围350~2500 nm的反射率光谱,并对四者的光谱特征进行分析和对比讨论;在此基础上,通过设计反射率和透射光相配合的室内外实验,提出一种能应用在水体重金属遥感模型的化合物样品液吸收系数、散射系数和消光系数计算方法。反射率测量结果发现:四种铅化合物的光谱曲线各自呈现独有的特征,具有明显的可区分性。其中,硫酸铅和硫化铅的反射率总体变化不大,硫酸铅反射率大部分波长维持在80%以上,值域变化幅度约为17%,而硫化铅反射率则总体在15%以下,值域变化幅度约7%;而四氧化三铅和铬酸铅的反射率变化特征均呈较为丰富的“S”型,存在特征的反射峰和谷。四种化合物的反射率大小关系,以波长747 nm为分界处,在此之前变化丰富;之后则趋于稳定,具体为硫化铅<铬酸铅<硫酸铅<四氧化三铅。进一步地,以硫酸铅样品液为例,计算得到其波长范围400~900 nm的吸收系数在0.001 m^(-1)·mg^(-1)·L上下波动,在波长451和848 nm附近出现极小值,725 nm附近出现极大值;散射系数从0.019 m^(-1)·mg^(-1)·L缓慢增加至0.027 m^(-1)·mg^(-1)·L,近似为斜率很小的斜线。结果说明水中硫酸铅对入射光的消光作用主要来自于散射,吸收影响很小,而且散射和消光系数随波长变化不大,近似为粒子散射类型中的“无选择散射”,符合“大颗粒”的散射特征。以上工作不仅为遥感反演过程中敏感波段选择提供参考依据,同时也是实现水中铅浓度遥感反演所必需的基础数据,也为其他重金属化合物光学参数的测量提供方法支撑,进一步为水体重金属遥感理论打下基础。 展开更多
关键词 水体重金属遥感 反射率 散射系数 光谱分析 铅化合物
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三线性分解算法研究多组分的天麻粉荧光光谱
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作者 李雷 吴庆州 王涛 《激光技术》 北大核心 2025年第3期363-367,共5页
为了解决化学提纯方法的片面性和局限性,采用三线性分解算法、平方误差和法、折半信度法与同步荧光光谱相结合,对多组分共存的天麻粉荧光光谱进行了理论分析和实验验证,并确定了天麻粉溶液荧光的算法模型具有3种组分。结果表明,第1组分... 为了解决化学提纯方法的片面性和局限性,采用三线性分解算法、平方误差和法、折半信度法与同步荧光光谱相结合,对多组分共存的天麻粉荧光光谱进行了理论分析和实验验证,并确定了天麻粉溶液荧光的算法模型具有3种组分。结果表明,第1组分荧光特征峰激发波长λ_(ex)在275 nm~280 nm,发射波长λ_(em)在305 nm~310 nm,该组分对应的荧光物质应该是天麻中含量较高的天麻素;第2组分荧光特征峰激发波长λ_(ex)在305 nm~310 nm,发射波长λ_(em)在400 nm~405 nm;第3组分荧光特征峰激发波长λ_(ex)在355 nm~360 nm,发射波长λ_(em)在440 nm~445 nm;采用数学分离三线性分解算法可以替代繁杂的化学分离,同时具有去除背景噪声干扰、简化高维光谱分析等优点,且从整体视角、全局特征表达了多组分共存物质的荧光特性。该研究对多组分物质的光谱分析提供了参考。 展开更多
关键词 光谱学 荧光光谱 同步光谱 三线性分解算法 天麻 多组分共存 光谱分析
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基于多光谱变换和主成分分析的土壤全铁含量随机森林模型反演
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作者 江振蓝 陈付勋 +2 位作者 罗双飞 罗烨琴 沙晋明 《浙江农业学报》 北大核心 2025年第7期1521-1532,共12页
目前,土壤全铁含量的高光谱反演研究多采用单一光谱变量作为输入,忽视了光谱变量间的互补性。同时,光谱波段间的冗余信息也影响了模型的预测精度和泛化能力。为解决以上问题,以福州市土壤全铁含量为研究对象,提出了一种基于组合光谱和... 目前,土壤全铁含量的高光谱反演研究多采用单一光谱变量作为输入,忽视了光谱变量间的互补性。同时,光谱波段间的冗余信息也影响了模型的预测精度和泛化能力。为解决以上问题,以福州市土壤全铁含量为研究对象,提出了一种基于组合光谱和主成分分析(PCA)优化的随机森林(RF)模型。通过整合原始反射率及其13种数学变换,构建组合光谱变量集,并结合PCA与多元线性回归(MLR)、竞争性自适应重加权采样(CARS)、遗传算法(GA)、连续投影算法(SPA)、无信息变量去除(UVE)等变量选择方法进行变量优化。基于优化后的变量集,建立RF模型,用于土壤全铁含量的预测。结果表明,所构建的模型在验证集上的决定系数(R2)和相对分析误差(RPD)分别大于0.8和2.8,显示出良好的预测能力。其中,CARS-PCA-RF、GA-PCA-RF和MLR-PCA-RF模型在验证集上的RPD均大于3,预测能力突出,特别是CARS-PCA-RF模型的表现尤为出色,在验证集上的RPD值为3.292,显示了PCA结合CARS的变量选择方法在土壤全铁含量高光谱预测中的优势和潜力。该研究提出了一种基于多种光谱变换和PCA优化输入变量的土壤全铁含量预测方法,显著提升了土壤全铁含量预测的精度和稳定性,为区域土壤全铁含量的高光谱预测提供了新的解决方案。 展开更多
关键词 土壤全铁含量 光谱变换 随机森林 主成分分析 高光谱预测
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风力机气动载荷对不同热稳定性大气边界层的响应研究
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作者 王燕 姜垚 柴永奋 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期556-566,共11页
为研究风力机气动载荷对不同热稳定性大气边界层的响应,该文通过大涡模拟方法实现了不同大气稳定性下入流条件的模拟,然后通过数值模拟计算NREL 1.5 MW风力机在不同大气稳定性下的气动载荷,并对其进行连续小波分析、频谱分析和统计特征... 为研究风力机气动载荷对不同热稳定性大气边界层的响应,该文通过大涡模拟方法实现了不同大气稳定性下入流条件的模拟,然后通过数值模拟计算NREL 1.5 MW风力机在不同大气稳定性下的气动载荷,并对其进行连续小波分析、频谱分析和统计特征分析。结果表明:大气稳定性对风力机气动载荷有显著影响,对流、中性和稳定天气条件下风力机功率和气动载荷的波动均与流向风速呈明显的正相关关系,但不同大气热稳定条件下功率和气动载荷对来流风速的响应频率不同,对流、中性和稳定条件下的响应频段分别为0.02~0.04、0.03~0.06和0.00~0.02 Hz,且对流条件下载荷波动最激烈,稳定条件下波动最小;对流和中性条件下瞬时功率波动可达1289.90和1132.40 kW,挥舞力矩波动可达1229.90和1103.40 kN·m。可见,在风力机功率和气动载荷预测时考虑大气稳定性的影响,可使评估结果更精准,有利于风力机的安全运行。 展开更多
关键词 风力机 大气稳定性 气动载荷 频谱分析 小波分析
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基于WOA-WNN-LSTM算法的红外CO痕量气体压力补偿与时序浓度分析
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作者 田富超 张海龙 +3 位作者 苏嘉豪 梁运涛 王琳 王泽文 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期994-1007,共14页
红外光谱分析是工业环境气体定量分析的重要手段,当前红外气体检测仪的测量精度受环境压力变化影响较大,导致检测数据在不同压力条件下偏离实际气体浓度。为提高红外气体传感器的精度,选择了鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,... 红外光谱分析是工业环境气体定量分析的重要手段,当前红外气体检测仪的测量精度受环境压力变化影响较大,导致检测数据在不同压力条件下偏离实际气体浓度。为提高红外气体传感器的精度,选择了鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)和小波神经网络(wavelet neural network,WNN)相结合的压力补偿算法,并结合长短期记忆法(long short-term memory,LSTM)对补偿后的数据进行预测。通过搭建工业环境气体压力补偿实验平台,使用高精度配气仪配置100~900 ppm标准CO气体,在80~120 kPa范围内进行数百组重复实验,发现CO气体传感器在负压条件下测量值小于标气浓度,正压条件下测量值大于标气浓度,并随压力变化呈线性关系,绝对误差最高为86 ppm。将传感器数据使用小波神经网络进行误差降低,初步补偿后的CO误差降至26 ppm,但由于参数可移植性较差,个别数据误差较大。进一步使用鲸鱼优化算法优化小波神经网络的参数后,补偿效果显著提升,传感器测量值与真值之差保持在0.004%以内且数据稳定。最终结合LSTM进行气体浓度预测,预测值与实际值之间的均方根误差(RMSE)均小于0.1,平均绝对误差(MAE)均小于0.020,实验结果表明,WOA-WNN-LSTM算法能够有效提高红外气体传感器的测量精度,成功消除环境压力对测量结果的影响,为工业环境气体检测提供了更为可靠和精准的解决方案。 展开更多
关键词 红外光谱分析 环境压力补偿 鲸鱼优化算法 小波神经网络 时序浓度预测
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不同水体类型背景下的硫酸铁遥感反演下限浓度数值光谱模拟与特征分析
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作者 梁业恒 邓孺孺 +5 位作者 陈锦琳 刘旭拢 佟天仁 李嘉怡 李依玲 劳小敏 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期1183-1189,共7页
利用卫星遥感技术对水中重金属浓度进行监测具有重要研究意义。但由于自然水体重金属含量低,其遥感反演可行性仍被学界怀疑,以致该领域发展比较缓慢。鉴于此,以中国环境卫星(HJ-1A)高光谱成像仪(HSI)反演水中硫酸铁浓度为例,采用遥感敏... 利用卫星遥感技术对水中重金属浓度进行监测具有重要研究意义。但由于自然水体重金属含量低,其遥感反演可行性仍被学界怀疑,以致该领域发展比较缓慢。鉴于此,以中国环境卫星(HJ-1A)高光谱成像仪(HSI)反演水中硫酸铁浓度为例,采用遥感敏感性分析模型(DDE模型),模拟得到硫酸铁在理论清深水体和三种常见自然水体:富营养化水体、浑浊水体与重金属尾矿污染水体,共计四种水体类型背景下的可遥感反演下限浓度光谱曲线,明确地给出不同情形遥感反演下限浓度最小值及其所在波长,进而分析不同水体类型的遥感敏感性变异规律。研究结果发现,在不同水体类型背景下,硫酸铁的遥感反演下限浓度最小值及所在波长位置均是变化的。在理论清深水体背景下,该值的最小值为4.63×10-4mg·L^(-1),出现在468.530 nm处(对应HSI传感器第5波段,简写为Band5,下同),而扩充至最小值10%增量后,覆盖的波段范围为460.040~479.600 nm(Band 1—10)。但在波长范围721.605~951.540 nm(Band 81—115),下限浓度值已不存在。同样地,富营养化水体、浑浊水体、重金属尾矿污染水体三种自然水体背景下,下限浓度最小值分别为:6.30×10^(-2)、2.78×10^(-2)和1.64×10^(-1)mg·L^(-1);对应所在波长分别为:577.865 nm(Band 46)、587.900 nm(Band 49)、669.285 nm(Band 70);对应的扩充最小值10%增量后的覆盖波段范围分别为555.725~587.900 nm(Band 39—49)、568.160~612.740 nm(Band 43—56)、627.895~687.410 nm(Band 60—74)。以上特征波段,均是未来硫酸铁遥感反演模型敏感波段集合的重要参考依据。这四种水体背景下的下限浓度最小值大小关系是:理论清深水体<<浑浊水体<富营养化水体<重金属尾矿污染水体,说明相比理论清深水体,三种自然水体背景下遥感敏感性相对有所下降。从该最小值出现的波长位置(或范围)来看,三种自然水体背景下的下限浓度最小值所在波长相比理论清深水体均向卫星图像受大气影响作用越来越小的长波方向移动。这个波长位置的移动方向由硫酸铁自身的吸收系数光谱和背景水体反射率光谱二者共同决定。以上研究成果为将来实现水中硫酸铁浓度遥感反演打下了理论基础,进一步推动水体重金属遥感领域发展。 展开更多
关键词 水体重金属遥感 敏感性分析 下限浓度 光谱模拟 变异规律
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矾山铜钼矿区铜胁迫对柚叶光谱特征影响分析
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作者 李书 史超 +1 位作者 丁凡桠 黄超 《遥感信息》 北大核心 2025年第1期19-26,共8页
针对植被覆盖区遥感技术无法识别隐伏信息的问题,提出了一种利用金属胁迫后植被光谱发生变异的特点,开展植被覆盖区重金属污染监测和矿产勘查遥感新方法。该方法基于植被叶片光谱曲线反射和吸收特征的原理,结合地球化学数据,间接实现铜... 针对植被覆盖区遥感技术无法识别隐伏信息的问题,提出了一种利用金属胁迫后植被光谱发生变异的特点,开展植被覆盖区重金属污染监测和矿产勘查遥感新方法。该方法基于植被叶片光谱曲线反射和吸收特征的原理,结合地球化学数据,间接实现铜元素分布遥感制图。采集矿区和背景区柚叶样本及对应光谱数据,基于化学分析测定获得矿区和背景区柚叶铜元素含量,明确矿区柚叶受到了重金属元素影响,对比分析了矿区和背景区柚叶在波形、红边位置、叶绿素及水吸收、植被指数上的差异。结果表明,受铜金属胁迫后柚叶光谱在光谱曲线和吸收特征中较背景区均存在明显差异,其中970 nm处的水吸收特征差异最明显。该方法可为遥感技术在植被覆盖区开展矿产勘查提供新思路。 展开更多
关键词 矾山铜钼矿区 高光谱遥感 铜胁迫 柚叶光谱特征 影响分析
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内置U型永磁电机电磁优化及振动噪声抑制
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作者 高锋阳 岳文瀚 +3 位作者 高建宁 徐昊 孙伟 吴银波 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期71-83,共13页
为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动... 为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动构成。其次,采用解析法与有限元法得到气隙径向电磁力时空分布,利用参数敏感度分析法、参数扫描法和响应面法对所选转子拓扑参数进行多目标优化并得到最优参数解。最后,将U一磁极结构空载反电动势、径向磁通密度、齿槽转矩、输出转矩、转矩脉动、径向电磁力密度、振动加速度和声压级与4种U型磁极结构进行对比分析;并结合电磁场、机械场和声场对U一型电机结构进行验证。结果表明,通过在U型磁极结构上增设一型磁极、改变充磁方式、dq轴开槽调制气隙磁场正弦度,使得电机齿槽转矩降低91.3%,空载反电动势提高53 V,输出转矩提高39.6%,气隙中径向电磁力波的各阶次谐波幅值均有所下降,各频率下定子总成振动加速度降低明显,电机周身声压级最大值处下降9 dB,下降率为10.1%。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机(IPMSM) 低频振动噪声 Halbach充磁 磁场调制 多物理场耦合 频谱分析
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应用近红外光谱特征谱段快速分析甲醇汽油甲醇含量 被引量:1
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作者 丁超民 张正东 +6 位作者 张锦 杜彪 王桂萱 李琪 刘帆 张鑫 李轲 《中国测试》 北大核心 2025年第2期88-96,共9页
甲醇汽油因其辛烷值高和污染较低等优点已经成为一种广受关注的新型替代能源,而甲醇含量是衡量其油品品质的重要指标。近红外光谱技术因准确、快速和高效等特点有望成为测定甲醇汽油中甲醇含量的可靠分析方法。利用甲醇汽油的近红外光谱... 甲醇汽油因其辛烷值高和污染较低等优点已经成为一种广受关注的新型替代能源,而甲醇含量是衡量其油品品质的重要指标。近红外光谱技术因准确、快速和高效等特点有望成为测定甲醇汽油中甲醇含量的可靠分析方法。利用甲醇汽油的近红外光谱中O-H键特征谱段的峰强度和峰面积建立拟合曲线,还根据甲醇分子的特征谱段建立偏最小二乘法(PLS)预测模型。通过对比特征光谱、全波长光谱、变量重要性投影(VIP)光谱、蒙特卡罗无信息变量消除(MC-UVE)光谱的PLS模型以及O-H键特征谱段峰强度和峰面积拟合曲线的预测性能,最终确定C-H键对称伸缩特征光谱的PLS模型测定效果最佳,模型决定系数可以达到0.9999,测定结果的允许误差在国标要求范围内。研究结果表明,依据甲醇分子的化学结构筛选近红外特征谱段,基于此谱段建立的PLS模型可以实现甲醇汽油中甲醇含量的准确、快速分析。 展开更多
关键词 近红外光谱 特征谱段 甲醇汽油 快速分析
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基于波谱-Granger因果检验的稻田甲烷排放通量昼夜变化成因分析 被引量:2
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作者 戴声佩 居为民 赵志忠 《生态学报》 北大核心 2025年第4期1925-1937,共13页
稻田甲烷(CH_(4))排放通量的研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。利用2016年江苏句容生态实验站稻麦轮作农田生态系统涡度相关原位观测数据,分析了稻田CH_(4)排放通量昼夜变化特征及其主要影响因子(总初级... 稻田甲烷(CH_(4))排放通量的研究是当前陆地生态系统碳循环研究的重要组成部分和热点问题之一。利用2016年江苏句容生态实验站稻麦轮作农田生态系统涡度相关原位观测数据,分析了稻田CH_(4)排放通量昼夜变化特征及其主要影响因子(总初级生产力GPP,gross primary productivity、潜热通量LE,latent heat flux、空气温度TA,air temperature、土壤温度TS,soil temperature),并采用波谱-Granger因果分析方法,从因果分析角度重点探讨了稻麦轮作农田生态系统中水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量昼夜变化原因,结果表明:在稻麦轮作农田生态系统中小麦生长季的农田CH_(4)排放通量较低,昼夜变化特征不明显;水稻生长季的稻田CH_(4)排放通量呈现明显单峰值昼夜变化特征,峰值出现在13:00—16:00之间。在小时尺度上,GPP和LE昼夜变化的峰值出现的时间(11:30和14:00)早于稻田CH_(4)通量(14:30),而温度(TA、TS)峰值(15:30和16:30)滞后于稻田CH_(4)通量和GPP、LE。在频率域上GPP、LE、TA、TS与稻田CH_(4)通量在1d和12h周期上存在较强的共振关系;GPP、LE与稻田CH_(4)通量之间存在明显的因果关系,而TA、TS与稻田CH_(4)通量之间在长时间尺度上的因果关系更加明显。在日内时间尺度,相对于气温和土壤温度,与光合和蒸散相关的GPP、LE是更重要的稻田CH_(4)通量昼夜变化的影响因子。本研究可为构建稻田CH_(4)排放模型提供因果机理性解释。 展开更多
关键词 波谱-Granger因果检验 稻田生态系统 甲烷通量 昼夜变化 因果分析
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作物多样性(轮作)下砖红壤溶解性有机质含量及光谱特征 被引量:1
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作者 陈心怡 刘钰钦 +1 位作者 陈淼 王文峰 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第1期149-158,共10页
本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验,设置玉米连作(单作物)、辣椒+玉米轮作(双作物)、辣椒+玉米/绿肥套种(三作物)和辣椒/玉米套种+豆角/绿肥套种(四作物)4种处理,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱... 本研究依托海南儋州热带农业生态系统国家野外科学观测研究站长期定位试验,设置玉米连作(单作物)、辣椒+玉米轮作(双作物)、辣椒+玉米/绿肥套种(三作物)和辣椒/玉米套种+豆角/绿肥套种(四作物)4种处理,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法考察作物多样性(轮作)对研究区砖红壤溶解性有机质(DOM)含量及光谱特征的影响。结果显示,相比于单作物连作,增加作物多样性的轮作处理土壤有机质含量和持水率增加,但DOM含量降低。不同处理土壤DOM由可见光区类富里酸(E_(x)/E_(m)=355 nm/432 nm,C1)、类腐植酸(E_(x)/E_(m)=425 nm/471 nm,C2)和类蛋白(E_(x)/E_(m)=325 nm/336 nm,C3)3种荧光组分组成,组分C1对DOM荧光组分贡献最高(47%~76%)。相比于单作物连作,增加作物多样性的轮作处理土壤DOM的C1组分相对丰度增加,而C2和C3相对丰度降低。光谱特征参数结果显示,单作物连作处理土壤DOM的芳香度(UV_(254)、SUVA_(254))、腐殖化程度(HIX)及分子量(E2/E3、光谱斜率比SR)高于作物多样性轮作处理土壤。豆科作物的引入降低了三作物和四作物轮作处理土壤DOM的自生源特征。HIX与C1组分呈显著正相关(R^(2)=0.96,P<0.05),表明土壤腐殖化程度主要由类富里酸物质贡献。研究结果可为热带地区土壤农业种植模式的构建和优化提供理论依据。 展开更多
关键词 作物多样性 轮作 砖红壤 溶解性有机质 光谱分析
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基于粗集与聚类投票机制的光谱双星特征分析 被引量:1
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作者 王琦 杨海峰 蔡江辉 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第2期463-468,共6页
光谱双星通常是指光谱中呈现双主导成分特征,由于该双成分复杂多样,其成因也多种多样,同时光谱信噪比相对比较低,现有许多分析方法将双成分系统光谱分离成两条光谱进行分析,而分离方法无法保证光谱的准确性,现有聚类方法的单次聚类可靠... 光谱双星通常是指光谱中呈现双主导成分特征,由于该双成分复杂多样,其成因也多种多样,同时光谱信噪比相对比较低,现有许多分析方法将双成分系统光谱分离成两条光谱进行分析,而分离方法无法保证光谱的准确性,现有聚类方法的单次聚类可靠性比较低。提出一种基于粗集与聚类投票机制的光谱双星分析与评估方法,采用多次聚类和投票思想,给出每条光谱属于相应类别的梯度可靠性。该方法包含两个部分:(1)采用不同思想的聚类算法,将光谱双星数据集进行重构,将每种聚类算法标签采用匈牙利算法将聚类标签对齐作为光谱属性,从而重构数据集。(2)利用投票机制,得票数反映聚类结果的一致程度,获得每条光谱的类别,定义粗集示踪每类光谱特征,采用上/下近似集给出每条光谱所归类别的可靠性。选择郭守敬望远镜(LAMOST)DR10发布光谱双星集作为分析对象,采用基于划分的K-means、基于模型的GMM(Gaussian mixture model)、谱聚类(spectral clustering)和层次聚类(agglomerative clustering)四种聚类算法重构光谱数据集,选择得票数下界μ为2,通过投票得到1、0.75、0.5为可靠性梯度的聚类结果。其中大约1/3的样本可靠性为1,说明这批样本的四种聚类结果完全一致;对每类光谱和投票数的信噪比进行统计分析,投票数低的样本的信噪比相对较低,是它们被不同的聚类算法划分到不同类别的原因之一;对可靠性为1的6类光谱样本进行了物理成因的分析,其中以双星、河内星云+目标恒星两种为主,聚类标签的差异可能由于两种成分流量差异或拼接、定标等数据处理所导致。也有可能由于光谱质量较低导致pipeline误判的因素,其天区位置分布与低质量数据分布特征的研究基本一致。 展开更多
关键词 光谱双星 光谱分析 聚类算法 郭守敬望远镜(LAMOST)
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熔融法制备Nd:YLF原料及其晶体生长和性能研究
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作者 赵凯旋 刘文鹏 +6 位作者 丁守军 窦仁勤 罗建乔 高进云 孙贵花 任浩 张庆礼 《无机材料学报》 北大核心 2025年第5期529-535,共7页
Nd^(3+)离子掺杂LiYF_(4)(Nd:YLF)晶体是一种性能优异的激光晶体,在科研、工业、医疗领域具有广泛应用。目前,采用二元氟化物混合作为晶体生长原料存在形成氟氧化物的问题,利用HF气体氟化制备原料又相对复杂,因此制备高纯度氟化物原料... Nd^(3+)离子掺杂LiYF_(4)(Nd:YLF)晶体是一种性能优异的激光晶体,在科研、工业、医疗领域具有广泛应用。目前,采用二元氟化物混合作为晶体生长原料存在形成氟氧化物的问题,利用HF气体氟化制备原料又相对复杂,因此制备高纯度氟化物原料是实现高质量氟化物晶体生长的重要因素之一。另外,晶体生长气氛中通常含有CF_(4)或HF,其对生长系统有较强腐蚀性,提高了晶体生长成本。本研究设计了一种近密闭式熔料装置,并结合在高于晶体熔点温度下的熔料工艺和漂浮物打捞工艺,以获得高纯度YLF晶相多晶生长原料。在高纯Ar气氛中进行Nd:YLF晶体生长,获得了完整晶体。测试了多晶原料、制得晶体的X射线衍射(XRD)谱图,并采用Rietveld方法进行精修,获得了晶体的晶格参数、原子坐标、原子占有率和温度因子等参数。晶体的(100)晶面的X射线摇摆曲线(XRC)半高宽(FWHM)为0.007°。通过测量晶体中的各元素含量,得到Nd^(3+)在YLF中的分凝系数为0.3。晶体a、c晶向的最强吸收峰在797.4和792.3 nm,吸收截面分别为3.37×10^(–20)和5.49×10^(–20) cm^(2)。最强发射峰位于1047 nm,发射截面为1.598×10^(–19) cm^(2),荧光寿命为483μs。本研究采用熔融法制备的Nd:YLF多晶生长原料相纯度高,结合提拉法晶体生长过程中抽真空和升温工艺,能够大幅减少晶体生长过程中氟氧化物的形成,实现在Ar气氛下生长晶体。 展开更多
关键词 ND:YLF 激光晶体 晶体结构 光谱分析
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一种基于光谱局部趋势的谱线自适应度量方法
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作者 王玉鹏 蔡江辉 +3 位作者 杨海峰 周立婵 史晨辉 李砚峰 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2259-2265,共7页
Lick线指数是一种衡量谱线强度的重要指标。目前计算Lick线指数的方法中谱线轮廓的波长范围是通过对固定区间求取均值来实现的,这种方法获取的轮廓范围难以准确反映单条光谱谱线的实际强弱,从而影响Lick线指数的准确性与可靠性。为此,... Lick线指数是一种衡量谱线强度的重要指标。目前计算Lick线指数的方法中谱线轮廓的波长范围是通过对固定区间求取均值来实现的,这种方法获取的轮廓范围难以准确反映单条光谱谱线的实际强弱,从而影响Lick线指数的准确性与可靠性。为此,本文介绍了一种基于光谱局部趋势特征的谱线强度自适应度量方法。首先,根据谱线的特征定义一个边界因子n,用于限定谱线轮廓的极限范围。其次,计算谱线线芯波长左右两侧的斜率以捕捉趋势信息,根据趋势增减性的变化,分别获取两侧距离线芯波长最近的n个流量峰(或谷)值。随后,选取其中的最大(小)流量值及对应波长作为谱线轮廓的边界点。最后,基于此边界点使用等值宽度(EW)或星等(Mag)公式分别计算线指数值,以此数值来度量谱线特征的强弱。通过对F、G与K型恒星光谱中的Ca4227,Hβ,Mgb及Hα吸收线的强弱进行度量,分别从三个角度对比分析了自适应度量方法与固定区间度量方法的差异。首先,自适应方法获取的Adaptive EW值与固定区间法获取的EW值的二维散点分布图显示,绝大部分数据点呈现一定聚集趋势,但并非完全沿对角线分布,表明两种方法均具有一定的稳定性,但在计算结果上存在系统性差异。其次,两者的统计结果显示Adaptive EW的均值与标准差均高于EW的,说明自适应方法在捕获光谱细节变化方面更为敏感,能够捕捉到因恒星个体差异、观测条件波动等因素引起的谱线变化,进而更真实地反映谱线强弱。最后,通过人眼检测两种方法获取的谱线轮廓范围表明,自适应方法能够根据谱线的实际情况,动态调整边界点的位置,从而更准确地确定谱线的轮廓范围。因此,自适应获取谱线轮廓范围的方法为度量个例谱线强弱提供了一种有效途径。 展开更多
关键词 光谱分析 Lick线指数 斜率
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槲皮素与卵白蛋白的相互作用机理及功能特性分析
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作者 陈卉 刘丽莉 +4 位作者 程伟伟 丁玥 徐宝成 肖枫 贺家亮 《食品工业科技》 北大核心 2025年第12期60-69,共10页
为了解天然抑菌剂黄酮类多酚槲皮素(quercetin,Q)与卵白蛋白(ovalbumin,OVA)相互作用的结合机制以及结构与抑菌活性的变化。本文采用多光谱法及分子对接技术研究Q与OVA的相互作用机制,利用差示扫描量热仪和扫描电镜表征Q与OVA相互作用... 为了解天然抑菌剂黄酮类多酚槲皮素(quercetin,Q)与卵白蛋白(ovalbumin,OVA)相互作用的结合机制以及结构与抑菌活性的变化。本文采用多光谱法及分子对接技术研究Q与OVA的相互作用机制,利用差示扫描量热仪和扫描电镜表征Q与OVA相互作用前后的热力学性质及形貌结构的改变,并通过抑菌圈和抑菌率测定槲皮素-卵白蛋白复合物(quercetin-ovalbumin complex,Q-OVA)的抑菌能力。结果表明,Q能有效猝灭OVA的内源荧光,其猝灭类型为静态猝灭;两者发生相互作用可形成结合位点为1的稳定复合物,该相互作用过程为自发反应,氢键和范德华力为主要分子间作用力;加入Q后OVA二级结构中β-折叠和α-螺旋含量增高,β-转角和无规卷曲含量降低,分子间氢键增加,OVA分子延伸;分子对接结果说明Q与OVA的结合位点位于OVA的大疏水腔内,Q可以与OVA上的LYS386、THR280和ASN391形成氢键,与PHE276等残基之间存在范德华力,与LEU279发生疏水作用;Q与OVA复合之后,蛋白质热稳定性下降,微观结构从表面光滑的球形结构变成平整致密的片状结构;相较于OVA,复合物的溶解性下降,而表面疏水性以及浊度上升,抗氧化性增强,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌也表现出更为优异的抑菌效果。以上结果证明Q与OVA能够进行相互作用形成表现出良好抑菌作用的复合物。该研究可为制备具有优良抑菌作用的黄酮-蛋白复合物及其在食品加工过程中应用提供理论指导。 展开更多
关键词 卵白蛋白 槲皮素 相互作用 光谱分析 分子对接 抑菌活性
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