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关键词： 空间调制   自编码器   卷积神经网络   瑞利衰落信道  

摘要： 针对传统空间调制系统结构优化及复杂度较高的缺陷，提出了一种基于自动编码器的空间调制系统设计方案（AE-SM-MIMO）。该方案通过使用卷积神经网络来构建系统的编码器和解码器，进行空间调制的端到端学习，进而实现不同发射天线、接收天线以及调制方式下信息比特流的传输与接收，在系统误码性能和复杂度之间提供了较好的平衡。在瑞利衰落信道环境下，将所提出的基于卷积神经网络（CNN）的AE-SM-MIMO系统方案与传统的空间调制系统进行性能对比，实验结果表明AE-SM-MIMO系统方案可获得接近最大似然检测算法的误码性能，并表现出了良好的适应性和泛化能力。此外，相比于传统最大似然检测算法和最大比合并检测算法，在4发2收BPSK调制方式下AE-SM-MIMO系统方案需要更少的计算时间，分别减少了78%和26%，大大降低了系统的时间复杂度。

关键词： Optimization   Electrospinning   Nanofibers   Polyvinyl chloride   NANO-FIBER   OPTIMIZATION   MORPHOLOGY   MEMBRANES   POLYMER   WATER   MATS  

摘要： Purpose The aim of this study is to optimize the electrospinning parameters used in the production process of polyvinyl chloride (PVC) nanofibers. Design/methodology/approach The response surface methodology (RSM) was used to determine the experimental design. The 30 nanofiber prototypes candidates were electrospun using a needle-based electrospinning machine. PVC polymer, N-dimethyl formamide and tetrahydrofuran solvents were used to prepare the electrospinning solution. Findings The electrospun nanofibers had a mean diameter of 386 +/- 136.57 nm, in the range of 200-412 nm. The mean porosity was 31.60 +/- 6.37% in the range of 15.33-41.53%. The webs made from electrospun nanofibers had a mean pressure loss of 194.23 +/- 47.7 pa in the range of 124-300 pa. The highest statistically significant correlation was observed between solution concentration and nanofiber diameter (r = 0.756, p < 0.05). Originality/value The optimal electrospinning parameters were determined to be: a solution concentration of 11 weight percent, a voltage of 16.5 kV, a needle-collector distance of 13.5 cm and an electrospinning duration of 4 h.

关键词： 联合多重重建自编码器   零相位成分分析   SoftMax分类器   特征融合   损伤识别  

摘要： 针对桁架杆单元存在不同损伤类型时，损伤特征信息难以捕捉且识别结果不准确的问题，提出了利用联合多重重建自编码器（JMRAE）进行损伤识别的方法。首先，运用JMRAE按照不同尺度数分段截取信号，Sigmoid函数和ReLU函数组合提取特征量。其次，引入零相位成分分析（ZCA）降低特征量维度，以保留重要信息并降低数据的冗余。然后，运用SoftMax分类器求解隐含层中不同片段的局部特征，并进行特征融合以判断结构状态。最后，JMRAE方法与精细复合多尺度散布熵（RCMDE）、峰度和BP神经网络方法进行损伤识别的对比研究。理论三维桁架结构模型和实验室桁架试验的结果表明所提方法相较于其他方法在损伤识别方面具有更好的识别准确性。

关键词： 光频域反射技术   测量退化机理   分布式传感极限   光频域反射仪器   高性能应用  

摘要： 光频域反射(OFDR)是一种基于光调频连续波原理的分布式光纤测量技术,它利用扫频光干涉信号频率与光纤位置之间的傅里叶变换关系获取沿光纤分布的散射/反射/损耗、相位和偏振等特征信息,可进一步反演光纤感测的温度、应力/应变等外界物理场分布.相比于时域、相干域等分布式测量技术,OFDR的优点是可兼顾高空间分辨率、高测量灵敏度、长测量距离、大动态范围、高速响应等性能.回顾了 OFDR的测量原理,综述了分布式测量噪声来源、空间点扩展函数退化机理以及测量误差与噪声抑制等OFDR性能提升关键技术;推导了基于OFDR分布式传感的测量极限,分析了提升传感精度与测量距离的若干方法;概述了国内外OFDR仪器发展现状及其在集成波导器件与保偏光纤等测试、光纤陀螺环内部应力传感等应用范例,最后展望了未来的若干研究方向.

关键词： 油气管道   内检测   漏磁检测   超声检测   涡流检测   数据分析技术  

摘要： 【目的】油气管道内检测作为管道完整性管理的关键环节，可为管道事故的预防与合理维护提供科学依据。【方法】为全面了解油气管道内检测技术发展水平及趋势，从检测技术发展现状与数据分析技术两大方面进行了述评。在检测技术发展现状方面，分别对典型的单一原理检测技术、复合检测技术、新型检测技术的检测原理、内检测设备技术水平及工业应用情况进行了分析，并对国内外同类技术发展及应用水平进行了对比。在检测数据分析技术方面，以应用最广泛的漏磁检测为例，按照数据分析步骤分别对缺陷识别、分类、反演方法进行了梳理。【结果】油气管道内检测技术总体上已进入工业化应用阶段，国外对漏磁检测、超声检测、涡流检测等技术已基本实现常规化、系列化；中国管道内检测技术起步较晚，与国际先进水平尚有差距，但已初步掌握了漏磁检测、涡流检测技术，并成功应用于各类油气管道。针对传统内检测技术的适用范围及局限性，已研发出了结合多种检测技术优点的复合检测技术，还探究了以管道轴向应力、管材性能等为检测对象的新型技术的可行性。【结论】油气管道内检测技术的发展取得了显著进展，但仍面临诸多挑战，尤其是微小缺陷的检测能力不足、附加应力检测方法的研究尚不充分。此外，亟需开展海量检测数据智能分析方法的研究，为管道内检测技术的进一步发展提供技术支撑。

关键词： Endocrine-disrupting chemical   Plastic mulch films   Assisted bioremediation   Kitchen organic waste compost   Agricultural soil health   ORGANIC CONTAMINANTS   BIOREMEDIATION   ESTERS   PETROLEUM   REMOVAL   WASTES  

摘要： Globally, contamination of agricultural soils by phthalate esters (PAEs) caused by direct consumption of plastic mulch films has been confirmed. The most widely used plasticizer is di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), which is a more recalcitrant endocrine-disrupting chemical (EDC). Because of its low solubility and hydrophobicity, it remains in the soil longer, causes bioaccumulation in agricultural products, and has negative repercussions for food safety. In this study, the performance of kitchen organic waste compost assisted by Fe3O4 nanoparticles in DEHP removal efficiency (%) and soil C:N ratio (two responses) was optimized using Response Surface Methodology (RSM) based on Central Composite Design (CCD) in Design-Expert software (11.***.3.0). Under optimum conditions, a DEHP concentration of 10 mgkg(-1) (dw soil), a retention time of 35 days, an NPs dose of 0.99 gkg(-1) (media), a removal efficiency of 91.6 %, and a soil C:N ratio of 10.5 with a desirability of 0.963 were determined. A quadratic model (P-value <0.0001, adjusted R-2 = 0.974 (Y-1), 0.943 (Y-2)) was used to predict the variables and their interactions. The agricultural soil responses in the treatments amended by compost and Fe3O4 NPs (SCN) showed a significant increase in SOM, TC, TN, AP, K, and Fe nutrients when compared to the control (P < 0.05). After 35 days, in the SC1N3 treatment (DEHP concentration = 10 mgkg(-1), NPs dose =1.2 gkg(-1)), with higher DEHP removal efficiency (89.57 %), the C:N:P ratio was equal to 100: 9.75:0.69, and the total microbial colony count was 3.6 x 10(9) CFU/ml at pH 7.45. The study found that compost nutrients and Fe-based nanoparticle micronutrients can enhance DEHP degradation by stimulating the soil's native microflora. As a result, the synergistic potential of compost and Fe3O4 nanoparticles can be considered a promising, cost-effective, and agri-environmentally friendly approach in the "assisted bioremediation" str

关键词： 光纤光学   分布式光纤传感   多维度传感   模式识别   卷积神经网络  

摘要： 基于双马赫-曾德尔干涉(DMZI)型分布式光纤振动传感系统与无人机(UAV)视频监测系统,通过卷积神经网络同步对光信号和无人机视频信号进行模式识别,从多维度对多类别扰动事件进行精准检测.与传统的模式识别方法相比,所提方案将两个不同维度上的信号有效结合,实现了不同维度上模式识别方法的优势互补,将识别信号的时间维度加入识别,解决了静态信号识别事件有限、准确率较低的问题.为了验证所提方案的可行性和有效性,对常见的9种传感行为(攀爬、轰砸、剪切、脚踢、重敲击、轻敲击、拉扯、摇晃、无入侵)进行了实验测试和分析.实验结果表明,所提出的多维度模式识别方案可以对9种入侵事件达到99.58％的平均测试准确率,并且平均识别时间为0.16 s,短于系统的采样时间0.3 s,满足实际工程应用的需求.

关键词： 激光超声   变温   力学参数   镍基合金  

摘要： 为解决GH600镍基合金在变温环境下关键力学参数难以测量的问题，本文基于表面波和纵波的能量分布特点设计了同侧检测法和异侧对心检测法，通过将激光超声检测系统与实验室自制的高、低温装置耦合，获得了表面波和纵波的波速，并理论反演出-90℃～1000℃下合金的力学参数。实验结果显示，随着温度升高，其弹性模量、剪切模量减小，泊松比增大，且测量值与参考值相差较小，这证明激光超声方法能够对苛刻条件下的构件进行有效的性能表征。

关键词： 分布式光纤   螺旋式缠绕   光纤色散补偿  

摘要： 针对传统的热风炉测温监测系统测量范围小、精度较差等问题,本文提出了将分布式光纤测温系统优化后应用于热风炉监测,给出了该系统的组成结构和流程设计,提出了螺旋式缠绕热风炉的布设方式.优化使用平移算法对光信号进行光纤色散补偿.实验结果表明,使用优化算法后,去噪效果好且补偿了系统的光纤色散效应,系统平均误差由1.12下降到了0.35℃,测温精度有所提高.综上,优化后的分布式光纤测温系统能有效监测热风炉的连续温度,可以投入到实际测温中使用.

关键词： 分布式光纤传感   横向压力   偏振分析   保偏光纤   单模光纤  

摘要： 随着应变、温度、振动等分布式光纤传感技术的不断深入发展和产品化程度的不断推进,人们越发意识到分布式横向压力光纤传感的重要性,尤其是准分布式光纤光栅等压力传感器在某些重要应用领域的不足越发凸显,对分布式横向压力光纤传感的研究更加迫在眉睫.与其他参量的分布式光纤传感技术相比,分布式横向压力光纤传感基础技术不足、存在机理瓶颈,参量转换的间接测量方法存在复杂度高、准确性差、难以实用化等显著问题.本文在综述前人所开展的分布式压力光纤传感技术原理和存在问题的基础上,重点讨论近些年本课题组在基于偏振分析的分布式横向压力光纤传感方面率先开展的工作和取得的研究成果,主要集中在基于保偏光纤偏振串扰分析和单模光纤分布式全Mueller矩阵偏振分析的分布式横向压力光纤传感涉及的测量与解调系统、传感介质、系统性能及典型应用等方面,也对分布式横向压力光纤传感未来的发展方向与前景进行了展望.