摘要：为了提高城轨列车再生能量利用率,本文提出一种基于节能的协同控制优化方法,建立以停车精度和准时性为约束条件、以协同时间最长和协同次数最多为优化目标的控制决策模型.根据列车速度、位移方程,求出列车运行工况转换点速度和时刻的解析解;结合积分变量对停车精度和运行时间的影响,确定积分变量的取值范围,将积分变量与列车运行工况转换点关联起来,设计列车运行工况转换点的优化调节策略,并计算目标速度曲线;分析城轨列车牵引工况和制动工况重叠时间的影响因素,得到列车一次牵引最大速度对协同时间的影响规律,设计协同控制策略,求解列车二次牵引时刻及对应一次牵引最大速度.最后,以国内某条地铁线路为背景设计算例,验证了该模型的有效性.

摘要：工业废水排放是造成水系中重金属元素Cd污染的重要因素,如排放不当可能会造成严重的环境污染,人长期食用Cd污染环境中的农作物或者水生生物,会引起各类疾病,对身体造成严重的伤害,所以及时检测重金属元素Cd含量对工业废水的处理与排放十分重要。与传统检测方法比,能量色散X射线荧光(EDXRF)分析具有速度快、不损坏样品、操作简单、仪器体积小等优点,更加适合应用在工业废水处理现场,实现对工业废水中重金属元素的快速检测,为工业废水的处理提供依据。开展EDXRF法现场快速检测工业废水中Cd元素含量影响因素的研究,检测对象是未经处理流动的工业废水,为了不影响工艺流程,废水样品将流过一段工艺管道,EDXRF检测装置将安装在工艺管道外部,推导了管道为方形管道,X射线源和探测器分别垂直位于方形管道两个相邻平面时,X射线荧光分析的数学模型,仿真分析了不同管道几何参数和“源-样-探”几何位置对待测元素Cd特征X射线照射量率的影响,通过蒙特卡罗方法模拟验证理论分析的准确性,并得出方形管道样品的最佳激发-探测装置及其优化参数。文中根据建立的数学模型进行MATLAB仿真研究,工业废水溶液设定为Cd元素浓度为100000μg·mL^(-1),介质为浓度为1.09 mol·L^(-1)的HNO3的溶液,设定入射光射线能量为40 keV,带入参数计算,得到管道壁材料、管道壁厚、探测器高度、X射线源水平距离对标样中待测元素Cd特征X射线照射量率变化趋势的影响。同时建立蒙特卡罗模型,模拟研究了源出口到样品侧面水平距离与准直器直径、“源-样”距离、“样-探”距离、探测器高度、管道壁厚度和管道壁材料对样品中待测元素Cd特征峰净峰面积和峰背比的影响,得到管道壁厚度在工艺允许的条件下尽可能的薄,常见管道材料选择聚丙稀酸脂塑料作为管道材料更佳,“样-探”距离为1mm,“源-样”距离和探测器高度在客观条件,比如器件几何尺寸,器件固定条件等允许的情况下,越小越好,当源出口到样品侧面水平距离为2.8 mm,准直器直径为2 mm,Cd的特征峰的峰背比和净峰面积会有一个最佳值。

摘要：预处理是构建近红外光谱检测模型的重要环节,影响着近红外光谱检测的精度。目前已有的预处理方法种类众多,不同方法用于解决不同类型的噪声和无关信息,从而提高信噪比,如何优化样品的光谱数据和预处理组合的选择对模型结果至关重要。为此,提出一种用于近红外光谱模型校准的预处理组合优化策略,包括挑选常用的八种预处理方法建立预处理方法库,利用偏最小二乘方法(PLS)建立定量模型,以建模交叉验证均方根误差(RMSECV)为迭代标准,从库中简单高效地选出提高模型优良校准能力的预处理组合。基于该策略的结构设计,选用优化领域中的贪婪算法作为寻优手段,通过对每一步的预处理方法进行寻优完成全局优化,简洁高效地完成光谱数据预处理组合的选择。提出的策略在小麦、猪肉等公开数据集上进行了测试,与同类的堆叠策略(Stacked)和多块数据顺序正交融合策略(SPORT)进行比较。结果显示,在小麦数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的校正均方根误差(RMSEC)分别降低了12%,6%,预测均方根误差(RMSEP)分别降低了32%,17%;在猪肉数据集上,提出的策略较Stacked和SPORT策略的RMSEC分别降低了49%,48%,RMSEP分别降低了46%、41%,显示出了较好的校准性能。最后,分析了该策略所选出的预处理方法在模型校准中各自的贡献度,讨论了该策略在模型可解释性、防止过拟合方面的潜力。该策略为近红外光谱的预处理方法选择提供了一种新的思路。

摘要：光照环境变化、印刷材质差异、相机彩色滤光片曲线或色彩响应偏差容易影响相机检测印刷色度测量值,而高光谱成像仪可获取物体的自身反射率曲线并配合色度算法有效提升色度测量的准确性,并可得到各种光照环境条件下的色度值。基于印刷品色差检测需求,提出以印刷品三原色混合反射率为基础建立成像色度测量系统各指标的三刺激值影响分析模型,重要指标有信噪比、光谱分辨率、谱线弯曲、色畸变等。为降低非均匀性、噪声及辐射标准传递影响,摒弃传统成像光谱仪相对辐射定标、绝对辐射定标而采用均匀间隔分布的标准漫反射板来直接建立物体反射率和仪器探测器像元响应的物理关系。基于Offner型分光组件研制了推扫式宽幅色度成像装置(PBCID),具有低谱线弯曲和色畸变的分光组件减免了校正处理,并由分析模型和CIEDE2000色差公式得到该装置各指标引起的色差均小于0.3。对比PBCID和参照仪器CM-700d测量24色标准色卡的颜色结果,光谱精度和色度精度能够达到分辨精细印刷品色差的要求。反射率定标后狭缝视场内光谱辐射响应均匀,色度测量均匀性良好,最大色差为1.02。不同光源照明时PBCID测得各色块的平均色差为1.56,表明使用研制的PBCID测量颜色时不受光源的影响。本文提出的色度测量仪器指标影响分析模型和基于反射率板的定标流程为开发在线式宽幅成像色度仪器提供了设计依据和技术基础。

摘要：针对膜生物反应器(MBR)污水处理工艺易受到进水水量、水质波动等外部干扰因素的影响导致膜透水率难以准确测量的问题,提出一种基于自适应鲁棒模糊神经网络(ARFNN)的膜透水率软测量模型.首先,构建一种对称抗噪损失函数,降低了模型对外部干扰的敏感度,提高了软测量模型的鲁棒性;然后,设计一种自适应梯度下降算法,动态优化模型参数,提升了软测量模型的检测精度;最后,利用李雅普诺夫函数验证了ARFNN的收敛性,分析了模型的鲁棒性,保证了模型的收敛速度和抗干扰能力.将所设计的基于ARFNN的膜透水率软测量模型应用于实际的污水处理过程中,实验结果表明,在有外部干扰的情况下,该模型不但能够实现膜透水率的在线检测,而且可以获得较高的检测精度.

摘要：串联谐振型直流变换器(series-resonant DC-DC converter,SRC)是电力电子变压器的核心元件,但电容等储能元件体积大是制约电力电子变压器功率密度提高的重要因素之一,为此应尽量减小电容等无源元件体积。然而,当SRC直流侧电容减小,尤其是与谐振电容基本相当时,其高频环节电流特性与传统的直流电容较大的SRC存在很大不同。为解决上述问题,该文对比分析半桥型SRC、全桥型SRC和半桥全桥混合的SRC(混合型SRC)在不同直流电容与谐振电容比值情况下的高频环节电流特性,求解得到实现软开关时3种典型SRC开关频率设计应满足的超越方程,进一步得到其开关频率与谐振频率比值解析表达式,据此提出3种SRC高频环节开关频率设计方法。最后,通过实验验证高频环节特性分析正确性和所提出的开关频率设计方法有效性。

摘要：液晶光学相控阵被广泛应用于激光雷达、激光通信以及激光武器,进行激光光束的扫描控制。为了实现液晶相控阵的最优设计和激光光束高精度控制,本文重点研究了工作波长、像素数、像素尺寸及有效灰度数对光束指向精度的影响规律。首先,根据液晶相位调制原理,仿真分析了周期光栅法和变周期光栅法的有效扫描角度和衍射效率;然后,基于驱动电压灰度等分相位调制量,仿真分析了指向误差随工作波长、像素数、像素尺寸以及有效灰度数的变化规律,推导出多变量普适公式;接着,仿真分析了驱动电压灰度非等分相位调制量时的指向精度,并和等分相位调制量的结果进行对比分析;最后,实验验证了有效灰度数、像素数和指向误差的关系,初步证实了经验公式的有效性。本文的研究结果可为液晶相控阵的设计提供理论依据。

摘要：海上溢油会对环境造成极大破坏,及时准确探测及识别对溢油的治理具有至关重要的作用。日盲紫外溢油监测受太阳背景辐射影响更小,可以提高溢油监测的准确率。研究设计并搭建水面油膜在日盲紫外、中波紫外和长波紫外波段反射光谱测试光路,对海洋溢油的四种模拟目标(95#汽油、35#柴油、20#柴油、轻质原油)展开反射光谱测试,分析了反射率随油膜厚度的变化趋势。采用单层膜特征矩阵模拟计算不同厚度油膜在不同波长下的反射率。实验与仿真结果表明,成品油和原油在日盲紫外波段的反射率均比海水更高,反射率随油膜厚度的改变近似周期性震荡最后趋近于纯油的反射率,周期大小和反射率峰值主要由油的复折射率和油膜厚度决定,实验与数值模拟结果相符。研究结果表明,水面油膜与水体背景在日盲紫外波段的反射光有较高的可区分度、反射率震荡变化的油膜厚度范围更小,采用主动式日盲紫外反射光谱探测海面溢油可以提高检测准确度,为全天时全天候溢油监测提供可能。

摘要：日照海曲汉墓出土的漆纱残片是目前已报道的山东地区考古发掘出土较为罕见的汉代织物遗存,也是整个山东地区较早期的珍贵丝织品实物资料。髹漆是中国优秀传统工艺之一,亦是中国古代流行的一种独特的织物整理技术。汉代在冠和履的制作过程中,使用漆的涂层,实现了现代织物整理类似的目的,即功能改性纺织品:使丝织品达到硬挺、坚牢和防水的目的。通过超景深显微观察、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜—能谱分析、激光拉曼光谱分析等检测方法对黑色网状结构残片材料进行分析研究,从而推断发掘出土的网状结构为:内部芯线为蚕丝,外部为髹饰大漆。大漆涂料中加入了朱砂等作为显色成分。特别根据激光拉曼光谱数据等分析,发现在漆纱工艺中存在钠长石作为漆灰添加剂的情况。通过对海曲地区所在胶东半岛的贝丘遗址分布进一步了解,研究大胆猜测并验证了漆纱的漆灰成分有可能源自对贝丘遗址的贝类遗存的利用,并为追溯人类早期对海洋自然资源利用及海洋地域考古、早期工艺物料的来源提供参考价值。

摘要：发展智慧养老是应对人口快速老龄化挑战的重要举措,既能缓解社会养老压力,又能满足老年人日益多样化的需求。然而,当前智慧养老系统的应用仍面临老年人接受度较低、交互效能较低、信任度较低、责任分配不明晰等一系列问题。因此,本研究旨在从用户需求、交互行为、人机信任、人机责任多层次构建老年用户与智能系统人机共融的理论框架,深入探究用户特征、系统属性、情境因素对人机共融的影响机理。本研究在用户需求、交互行为层次,构建用户画像、需求模型与交互行为模型,优化智能系统属性,提升老年用户的接受度、交互效能;在人机信任层次,探究老年用户与智能系统的人机动态信任发展规律,剖析各类因素对动态信任的综合影响机理,提升老年用户使用行为的持续性和人机关系的稳定性;在人机责任层次,面对智能系统应用可能带来的正面、负面结果,剖析各类因素对人机责任归因的影响机制,促进更好的人机协同。开展本研究可促进人机共融理论的发展,为智能系统的适老化设计与升级提供理论支撑与实践参考。