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基于近红外吸收光谱技术的高精度CO_(2)检测系统的研制 被引量:10
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作者 李恒宽 朴亨 +7 位作者 王鹏 姜炎坤 李峥 陈晨 曲娜 白晖峰 王彪 李美萱 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期107-113,共7页
为了准确测量地震断裂带溢出的痕量CO_(2)气体浓度,文中采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,选取波数4978.202 cm^(-1)作为CO_(2)检测系统的吸收谱线,采用有效光程为40 m的多通池,以STM32作为主控和数据处理核心器件,研制了高精度... 为了准确测量地震断裂带溢出的痕量CO_(2)气体浓度,文中采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,选取波数4978.202 cm^(-1)作为CO_(2)检测系统的吸收谱线,采用有效光程为40 m的多通池,以STM32作为主控和数据处理核心器件,研制了高精度CO_(2)检测系统。针对系统中的探测器噪声与光学干涉条纹噪声,利用卡尔曼-小波分析算法滤波提升系统性能。实验表明,与滤波前相比,系统在50 ppmv CO_(2)浓度下的二次谐波信噪比提升了2.06倍。在不同CO_(2)浓度下(50、300、1000、4000、8000 ppmv),系统误差为2.57%~2.66%。系统测量4000 ppmv浓度下的CO_(2)时检测精密度达到20.9 ppmv。利用Allan方差分析得出,积分时间在约61 s时对应的最低探测下限(MDL)为5.2 ppmv,实现了对CO_(2)气体的高精度测量。结果表明,所设计的高精度CO_(2)系统可以在气体检测领域为预测地震前兆提供良好前景。 展开更多
关键词 痕量CO_(2) 高精度 TDLAS技术 卡尔曼-小波分析 二次谐波
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基于翻筋斗觅食策略的灰狼优化算法 被引量:20
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作者 王正通 程凤芹 +1 位作者 尤文 李双 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2021年第5期1434-1437,共4页
灰狼优化算法(grey wolf optimization,GWO)存在收敛的不合理性等缺陷,目前对GWO算法的收敛性改进方式较少,除此之外,当GWO迭代至后期,所有灰狼个体都逼近α狼、β狼、δ狼,导致算法陷入局部最优。针对以上问题,提出了一种增强型的灰狼... 灰狼优化算法(grey wolf optimization,GWO)存在收敛的不合理性等缺陷,目前对GWO算法的收敛性改进方式较少,除此之外,当GWO迭代至后期,所有灰狼个体都逼近α狼、β狼、δ狼,导致算法陷入局部最优。针对以上问题,提出了一种增强型的灰狼优化算法(disturbance and somersault foraging-grey wolf optimization,DSF-GWO)。首先引入一种扰动因子,平衡了算法的开采和勘探能力;其次引入翻筋斗觅食策略,在后期使其不陷入局部最优的同时也使得前期的群体多样性略有提升。对DSF-GWO算法的寻优性能进行验证,选取14个单/多峰目标函数进行实验,在相同的参数设置下,结果表明DSF-GWO算法在寻优性能上较GWO算法有明显优势。 展开更多
关键词 灰狼优化算法 扰动因子 翻筋斗觅食 收敛性 局部最优
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双脉冲激光诱导光谱结合多变量GA-BP-ANN检测合金钢中C元素 被引量:1
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作者 于凤萍 林京君 +1 位作者 林晓梅 李磊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期197-202,共6页
在合金钢众多成分中碳(C)属于微量非金属元素,其含量决定了合金钢的主要力学性能,准确、实时掌握C元素的含量,对合金钢的生产及分类起到关键作用。双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)是一种可用于在线快速分析合金钢中元素的有效手段,不... 在合金钢众多成分中碳(C)属于微量非金属元素,其含量决定了合金钢的主要力学性能,准确、实时掌握C元素的含量,对合金钢的生产及分类起到关键作用。双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)是一种可用于在线快速分析合金钢中元素的有效手段,不仅具有实时、样品预处理简单等优点,还能够增强物质的烧蚀度和信号强度,从而提高LIBS技术的检测灵敏度。为了减小基体效应影响,进一步提高LIBS技术对合金钢中微量C元素定量分析的精确性,采用多元素多谱线的修正方法,通过DP-LIBS结合反向传播人工神经网络(BP-ANN),建立多变量GA-BP-ANN定标法。首先在氩气环境对合金钢样品进行DP-LIBS采集,目标C元素选择了谱线强度变化能够体现其含量变化的C 193.09 nm处的原子谱线,同时选取共存元素Fe,Cr,Mn和Si对应的特征谱线,以提供更多的光谱信息,提高C元素定量分析的准确度,共选择15条特征分析谱线,其中Fe元素含量丰富且相对稳定,作为内标元素引入以减小谱线波动;之后通过遗传算法(GA)寻优,对C/Fe,Cr/Fe,Mn/Fe和Si/Fe的谱线强度比进行优化选择;最后将GA选择的多谱线强度比作为BP-ANN网络的输入,输出为目标C元素浓度值,建立多变量GA-BP-ANN定标方法。为比较该方法预测结果的精确性,同时建立传统定标曲线法与以C/Fe为输入的单变量BP-ANN定标方法。利用标准合金钢样品,通过留一法交叉预测C元素含量值,与内标法和单变量BP-ANN定标方法相比,预测样品的平均相对误差分别由14.78%和14.75%减小到8.29%,预测值与真实值之间的决定系数R^(2)分别由0.9674和0.9744提升至0.9893。结果说明了多变量GA-BP-ANN定标法预测的C元素含量更接近于真实含量,证明了该方法用于LIBS检测合金钢中C元素含量的可行性。 展开更多
关键词 双脉冲LIBS 定量分析 低碳合金钢 多变量 GA-BP-ANN
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基于改进灰狼优化算法的校园电采暖软启动应用 被引量:3
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作者 王正通 程凤芹 +1 位作者 尤文 李双 《现代电子技术》 2021年第3期167-171,共5页
针对目前国内校园电采暖的房间种类多、电容器容量有限等问题提出一种新的软启动方法,能够根据重点区域升温效果、非重点区域升温效果以及总耗能之间的相对重要性在耗能与升温之间寻求平衡,该方法不仅有效降低了启动电流,同时也兼备分... 针对目前国内校园电采暖的房间种类多、电容器容量有限等问题提出一种新的软启动方法,能够根据重点区域升温效果、非重点区域升温效果以及总耗能之间的相对重要性在耗能与升温之间寻求平衡,该方法不仅有效降低了启动电流,同时也兼备分级升温的特点,进而避免了电容器容量的增加以及电损的增加,节约了初投资和运行成本。针对基本灰狼优化(GWO)算法收敛的不合理性以及面对复杂目标函数极易陷入局部最优的问题,改进一种凸函数形收敛因子并加入反向学习(OBL)策略,在反向学习因子中加入随机变量,使得算法在迭代过程中更具有全局性和多样性,据此提出一种改进的灰狼优化(GWO-IV)算法,通过测试单峰、多峰等23个标准测试函数证明了改进的有效性,并将GWO-IV算法应用在电采暖的温升控制。实验结果表明,GWO-IV算法在寻求最优值方面具有很强的竞争力,使得控温效果最佳。 展开更多
关键词 灰狼优化算法 电采暖 软启动 分级升温 收敛因子 反向学习
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