一种用于光电 MCM 中标准 PE 放置的新型二维遗传算法

一、A NOVEL 2-D GENETIC ALGORITHM FOR STANDARD PE PLACEMENT IN OPTOELECTRONIC MCM（论文文献综述）

贾华坤^[1]（2021）在《平行双关节坐标测量机误差修正技术研究》文中研究表明平行双关节坐标测量机采用一个长光栅传感器和两个圆光栅传感器协同工作实现三维在位测量,解决传统正交式坐标测量机不够灵巧的难题。本论文依托国家自然科学基金《三维阿贝误差补偿技术在关节式坐标测量机中的应用研究》（No.51875165）,主要对平行双关节坐标测量机误差运动的分析与修正、含有误差运动成分的测量模型建立、恒温与变温下圆光栅传感器测角误差修正技术等内容开展了系统的研究。本论文的主要研究内容和创新点如下:（1）分析并测量了Z轴位移台滑座的6项误差运动（长光栅传感器测量误差、垂直方向直线度误差运动、水平方向直线度误差运动、偏摆角误差运动、俯仰角误差运动和滚转角误差运动）,并使用多项式法对各项误差运动进行建模。基于改进的四参数D-H建模理论,建立了包含上述6项误差运动的平行双关节坐标测量机的测量模型,并提出针对该测量模型的结构参数标定方法。（2）回顾了阿贝原则及其拓展理论,并将其推广到角度测量领域,定义了测角阿贝误差的概念,提出了测角阿贝误差的修正方法,该方法的主要环节是使用自准直仪配合平面反射镜对旋转轴倾斜误差运动引起的阿贝角进行测量。在修正测角阿贝误差的基础上进一步对测角误差进行修正,圆光栅传感器的测角精度得以显着提高。（3）提出了一种基于误差分析-测量-建模的圆光栅传感器测角误差分析方法,建立了光栅盘安装偏心和旋转轴径向误差运动引起的圆光栅传感器测角误差模型。研发了一种基于图像处理技术的光栅盘安装偏心幅值和相位角的检测方法。该方法适用于在精密轴系装配和光栅盘安装过程中对圆光栅传感器的测角误差值进行预测,并对精密轴系的设计工作具有一定指导作用。（4）提出了一种傅里叶级数展开-遗传算法优化BP神经网络的方法,修正含温度因素的测角误差。经修正后,圆光栅传感器的测角精度显着提高。该方法对应用于现场测量且含有精密轴系的串联式测量仪器具有较高的适用性。开发了以FPGA和单片机为核心的硬件电路系统和配套的下位机程序,结合相应的机械结构和上位机程序,研制了一台新型平行双关节坐标测量机。基于上述的误差建模与修正技术,新研制的平行双关节坐标测量机的测量精度达到8.6μm。

张双佼^[2]（2021）在《低能D-D/D-Be反应加速器中子源的能谱测量及特性研究》文中研究指明近年来,随着中子物理与中子应用技术、核能研究的快速发展,加速器中子源的研究越来越被关注,特别是低能加速器中子源,由于其具有造价低、可小型化、易控制、能产生准单能中子等优点,在中子物理和中子应用技术领域有着重要的应用价值。为了满足小型化可移动式的需求,兰州大学已经研制了多台紧凑型D-D中子发生器,其产额高达5×108n/s。为了使其得到更好的应用,需要对中子源的能谱分布进行细致研究。另外,9Be（d,n）10B反应也是放热核反应,利用中子发生器的低能D束流轰击金属Be靶可以产生D-Be宽能区中子。课题组提出了发展D-Be中子发生器的新设想,为此,本论文开展了低能D-Be反应加速器中子源的能谱测量和特性研究。对论文的主要内容、研究成果及结论总结如下:提出了采用EJ309液体闪烁体探测器开展中子能谱测量的研究方案。在完成基于反冲质子法快中子能谱测量相关理论研究的基础上,开展了中子能谱反演算法研究,开发了GRAVEL和MLEM两款中子能谱反演程序。采用Geant4蒙特卡罗模拟程序,开展了EJ309液体闪烁体探测器响应函数的模拟研究,得到了能量在0.1 Me V-15.0 Me V范围内、能量间隔为0.1 Me V的单能中子在EJ309液体闪烁体探测器中的响应函数。上述工作为基于EJ309液体闪烁体探测器的低能D-D/D-Be中子能谱的测量奠定了基础。建立了基于EJ309液体闪烁体探测器的快中子能谱测量系统,并利用标准γ源,完成了测量系统的能量及能量分辨率实验刻度;根据能量分辨率刻度数据,开展了中子在EJ309液体闪烁体探测器中的响应函数的展宽研究,获得了探测器系统的响应矩阵;利用建立的响应矩阵和开发的反演程序,完成了中子能谱测量的可行性模拟研究。利用兰州大学的紧凑型中子发生器,在D束流能量130 ke V条件下,采用所建立的EJ309液体闪烁体探测器系统,开展了D-D中子能谱的实验测量,通过能谱反演,获得了30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°这9个中子出射方向的D-D中子能谱,利用D-D反应Q方程计算了不同角度上D-D中子的特征中子能量,利用计算结果和实验测量能谱特征峰的峰位能量数据比较显示,两者符合很好,最大相对偏差不大于5%。同时,在考虑了中子发生器结构材料和周围环境对中子吸收散射的基础上,采用MCNP蒙特卡罗模拟程序,完成了不同角度D-D中子能谱的模拟研究,模拟结果和实验谱的比较显示,两者符合较好。利用紧凑型中子发生器,在D束流能量150 ke V条件下,采用所建立的EJ309液体闪烁体探测器系统,开展了D-Be中子能谱的初步实验测量,得到了90°方向上出射的中子能谱。结果显示,尽管观察到了低能D-Be反应10B处于第一激发态的特征中子峰,由于受紧凑型中子发生器最高D束流能量的限制,D束流能量偏低,D-D反应中子的产额远高于D-Be中子产额,D-D中子特征峰计数很高,而D-Be中子计数太低,反演谱无法显示D-Be中子的全部特征峰,需要采用D束流能量更高的中子发生器,开展低能D-Be中子能谱的测量研究。提出了利用中国原子能科学研究院核数据重点实验室的脉冲化中子发生器,采用中子飞行时间法开展低能9Be（d,n）10B反应中子能谱实验测量的研究方案。在完成基于BC501A液体闪烁体探测器中子飞行时间谱仪中子能谱测量方法和相关理论的基础上,利用NEFF程序和Geant4蒙特卡罗程序,开展了BC501A液体闪烁体探测器中子探测效率的模拟研究,确定了探测器效率曲线;在250 ke V和300 ke V的D束流能量条件下,开展了9Be（d,n）10B反应0°和45°方向上中子能谱的实验测量、通过过零时间法中子-γ甄别技术,获得了两个角度的中子飞行时间谱;按照中子飞行时间到中子能量的转换关系,得到了两个角度的低能D-Be中子能谱。结果显示,测量的中子能谱能清晰显示低能9Be（d,n）10B反应10B处于基态、第一激发态、第二激发态、第三激发态的特征中子峰,其中子能量分布在1.0-5.0 Me V范围,同时也观察到了靶上D-D反应中子的特征峰。采用核反应Q方程理论计算了9Be（d,n）10B和D-D反应中子的特征能量,并与实验测量谱中的特征中子峰峰位能量进行了比较,两者符合很好,最大相对偏差不大于2.17%。为了进一步研究低能9Be（d,n）10B反应中子能谱的特性,开展了靶上D-D反应中子特征峰的扣除研究,在此基础上,根据扣除了靶上D-D中子影响的中子能谱数据计算了低能9Be（d,n）10B反应各反应道出射中子的强度,由此初步估计了各反应道的分支比数据。研究结果显示,低能9Be（d,n）10B反应10B处于第一激发态的反应几率最大。

刘洪麟^[3]（2020）在《机载高光谱成像仪光谱定标关键技术研究》文中研究指明高光谱成像仪作为一种图谱融合的成像技术,已经在精细农业、海洋观测、城市规划、灾害监测等诸多领域得以应用。高光谱成像仪不仅可以获得目标的几何特征,还能够定量化反演得到目标的光谱反射、辐射和吸收特性。由于高光谱成像仪对目标的光谱特征测量精度高度依赖于仪器自身的光谱状态,因此,针对具体的应用场景,都需要对高光谱成像仪进行高精度的光谱标定,才能够通过分析三维立体光谱影像获取有价值的信息来满足任务需求。本论文深入地研究了机载高光谱成像仪的光谱定标关键技术,解决了高光谱成像仪短波模块的实验室光谱定标过程中由水汽所引起的响应畸变问题,并根据水汽自身的光谱吸收特征提出了一种基于水汽的光谱定标方法。此外,本论文根据小尺寸的地面靶标,针对机载光谱仪,提出了一种新的基于大气吸收特征的机上光谱定标算法,解决了大气下垫面对机上光谱定标精度的影响。本论文详细地研究了以上光谱定标关键技术的理论依据和原理,并通过实际的实验数据证明了上述关键技术的有效性和可行性。本论文的主要工作内容和创新成果包括以下方面:1)本论文提出了一种基于单色仪和水汽光谱吸收特性的实验室光谱定标方法,该方法是基于对高光谱成像仪光谱定标原理的详细分析和实验室光谱定标过程中水汽对单色光的吸收现象提出的。实验室水汽光谱定标方法解决了常温常压条件下,高光谱成像仪在1350 nm～1420 nm和1820 nm～1940 nm光波长范围内数字响应曲线失真的问题。实验结果表明,通过引入中心波长偏移量、光谱响应半高宽伸缩量,以及响应效率的变化量,该方法能够使高光谱成像仪在非真空环境下有效的克服由水汽吸收所导致的数字响应曲线偏离其本征高斯型曲线的畸变现象,最大程度的还原仪器在水汽吸收波长范围内的波段本征光谱响应函数,提高了仪器的光谱标定精度。2)本论文通过建立高光谱成像仪的理论响应曲线与实际响应曲线之间的差异度函数,修正了单色仪的系统误差,使短波红外高光谱相机的实验室光谱定标精度从±0.5 nm提升到±0.125 nm,完成了高光谱成像仪短波红外模块的高精确度实验室光谱定标工作。本论文详细阐述了基于单色仪和水汽光谱吸收特性的实验室光谱定标方法的原理和具体实施步骤,并利用机载短波红外高光谱成像仪、单波长半导体激光器对该定标方法进行了可靠性以及有效性分析,系统性的实现了对实验室光谱定标结果的定量化评价。结果表明,高光谱成像仪短波红外模块基于水汽吸收特性的光谱定标方法能够使实验室光谱定标精度优于5%的仪器光谱分辨能力。该方法不仅在光谱定标精度上有所创新,而且还降低了实验室光谱定标的成本,简化了实验操作步骤,也是高光谱成像仪实验室光谱定标方法的创新,为高光谱成像仪的实际应用打下基础。3)本论文提出了一种基于反射率渐变的标准漫反射板的机载高光谱成像仪机上光谱定标方法。该方法针对由实验室和实际飞行环境的差异所导致的高光谱成像仪光谱状态偏移问题进行了深入研究,根据大气中氧气、二氧化碳和水汽对电磁波显着的吸收特性,通过构建模拟与实际等效入瞳辐亮度曲线的差异度函数,完成高光谱相机的机上光谱定标工作。该方法基于图像的非均匀性校正技术,修正了高光谱图像的smile光谱弯曲现象,使得基于小尺寸地面靶标的全视场光谱定标成为可能。4)由复杂类型地物所组成大气下垫面背景对机载高光谱成像仪的机上光谱定标结果有比较大的影响。本论文借助反射率渐变的人工地面朗伯靶标,实现了高光谱飞行图像的大气校正和地物的光谱反射率反演,并对不同类型地物的光谱反射特性对高光谱成像仪机上光谱定标结果的影响进行了深入分析,成功消除了复杂大气下垫面背景对基于大气吸收特征的机上光谱定标结果的影响,降低了机载高光谱成像仪的机上光谱定标不确定度,为高光谱图像的大规模应用打下基础。5)本论文采用基于反射率渐变的地面人工朗伯靶标的机上光谱定标方法,对数十万帧机上高光谱飞行影像的光谱状态予以校正,最终实现高光谱成像仪可见近红外模块的1倍σ机上光谱不确定度为±0.08 nm,2倍σ的光谱不确定度为±0.15 nm,3倍σ的光谱不确定度为±0.23 nm。短波红外模块的1倍σ在轨光谱不确定度为±0.13 nm,2倍σ的光谱不确定度为±0.25 nm,3倍σ的光谱不确定度为±0.38nm。本论文不再使高精度的在轨光谱定标局限于人工地面靶标的布设区域,实现了机载高光谱成像仪对整个飞行过程中光谱状态的监测,本文提出的在轨光谱定标方法的光谱定标精度优于十分之一光谱分辨率,有助于高光谱成像仪实际应用效果的提高。

吴韬^[4]（2020）在《大型间接空冷机组冷端系统运行特性及优化》文中认为中国北部地区的煤炭资源丰富而水资源匮乏,建立在该地区的燃煤发电机组大多在其冷端系统中采用空冷技术以减少水资源的消耗。空冷技术主要分为直接空冷技术和间接空冷技术两种。相比于直接空冷技术,间接空冷技术能够使机组的冷端系统维持较低的运行背压及运行费用,因而逐渐成为北部缺水地区燃煤电站冷端系统的首选。采用间接空冷技术的发电机组称为间接空冷机组,其性能易受环境条件的影响。在环境风的条件下,机组冷端系统的自然通风干式冷却塔四周和塔内的空气流场均匀性被破坏,冷却塔的散热能力下降,导致汽轮机背压升高,机组运行煤耗增加。此外,环境温度的变化亦会对机组运行性能造成显着影响。另一方面,随着中国能源结构加速调整,风能和太阳能发展迅速,风力发电和太阳能发电的装机容量占比连年增加。为了消纳新能源发电,传统的燃煤发电机组需进一步参与调峰运行,对于分布在北部缺水地区的众多间接空冷机组来说,变负荷运行成为新常态。考虑到冷端系统在燃煤发电机组中的重要性,本文以间接空冷机组冷端系统为研究对象,针对上述间接空冷机组易受环境条件影响的特点以及变负荷运行常态化的现实背景,研究间接空冷机组冷端系统在不同工况下的运行特性并在此基础上对冷端系统进行运行优化。本文以北部地区某660MW超临界间接空冷机组为例,对该机组冷端系统的自然通风干式冷却塔建立三维数值计算模型,对机组的热力循环系统建立理论计算模型,并进一步通过迭代算法将数值计算模型和理论计算模型耦合,组成间接空冷机组冷端系统的稳态数学模型。另一方面,应用集总参数的思想,在凝汽器和自然通风干式冷却塔工作原理的基础上,根据质量守恒和能量守恒原理建立间接空冷机组冷端系统的动态数学模型。针对间接空冷机组易受环境条件影响的特点,本文利用间接空冷机组冷端系统稳态数学模型得到了不同环境风速和环境温度下冷端系统的运行参数。根据自然通风干式冷却塔周围和塔内空气流场和温度场以及背压分析不同环境条件下冷端系统的运行特性,并通过计算机组标准煤耗率分析机组的运行经济性。此外,对计算数据的敏感性分析表明,虽然环境风能显着影响空气流场和温度场,但是其对机组运行经济性的影响程度小于环境温度。为了削弱环境风对间接空冷机组冷端系统造成的负面影响,本文提出一种冷端系统优化运行措施:即根据环境风条件下自然通风干式冷却塔底部的空冷散热器各扇区冷却空气流量不同的特点,重新分配各扇区的循环冷却水流量以降低汽轮机背压和机组标准煤耗率。通过以进化策略算法为基础的优化计算方法,得到了使机组标准煤耗率最小的最佳循环冷却水分配方式。计算结果表明,重新分配各扇区的循环冷却水流量可得到良好的经济效益,最多可使机组标准煤耗率降低2.50g/kW·h。针对间接空冷机组变负荷运行常态化的现实背景,本文利用间接空冷机组冷端系统稳态数学模型研究了不同负荷条件下冷端系统的运行特性。进一步地,以减少机组标准煤耗、提高机组运行经济性为目标,提出了调整循环冷却水流量的优化运行方式,通过试凑法计算得到了不同机组负荷对应的最佳循环冷却水流量。针对间接空冷机组变负荷运行常态化的现实背景,本文利用间接空冷机组冷端系统动态数学模型研究了环境条件和机组负荷发生变化时冷端系统的动态响应特性。进一步地,针对机组降负荷过程提出了四种循环冷却水流量调整方案,以响应时间和响应过程中机组标准煤耗为评价指标讨论了循环冷却水流量调整方案的优劣。

杨承帅^[5]（2020）在《压缩超快成像的关键技术与应用》文中研究说明在生物医学、核爆破、光化学、应用流体学以及机械加工中,超快光学成像都有不可或缺的作用,但是传统的电荷耦合器件（Charge-Coupled Device,CCD）或者互补金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS）相机的成像速度由于受电子存储和读取速度的影响而受到限制,无法拍摄发生在纳秒甚至更短时间尺度的瞬态过程。为了能够拍摄这些超快现象,科学家们发明了包括压缩超快成像（Compressed Ultrafast Photography,CUP）在内的各种超快光学成像技术。不同于需要特定照明光的主动式超快成像技术,也不同于需要重复测量的泵浦探测技术,CUP是一种单次曝光、接收式以及时间分辨率和成像帧数分别达到百飞秒和数百帧量级的超快成像技术。对自发光的或者不可重复的现象,比如激光诱导的冲击波、光学畸形波、活体组织光散射、不可重复的结晶光化学反应等等,CUP具有很大的优势。能具有这些技术优势,其根本原因是新颖的CUP模型结合了压缩感知原理和时空转换技术。虽然CUP具有这些技术优势,但是也存在成像质量差和硬件系统昂贵等问题。本论文以数学的压缩感知理论和光学成像原理作为出发点,分别在算法和硬件上提出改进方案,以此实现CUP成像性能的提升。此外,本论文还具体分析CUP模型的优点,并将其应用于图像信息安全和超快电子衍射成像领域,推进其在相关研究领域的应用。因此,本文的主要内容概括如下:1,在数学理论方面,我们从压缩感知出发,提出了三种提高CUP图像质量的策略,即减少观测算符与动态场景之间的相干性、增加采样率和优化重构算法。为了减少相关性,我们通过基因遗传算法发展了优化编码的方案,该方案可以很大程度上减少图片的噪声,让图片的归一化相关系数增加1%左右;为了增加采样率,我们发展了多编码CUP的方案,该方案不仅可以增加CUP系统的空间分辨率,同时能够突破时间偏转器的时间分辨率;为了优化重构算法,我们发展了增广拉格朗日算法以取代原来的两步迭代收缩阈值算法,该算法不仅提高了重构图片的质量,还减少了对相关参数的依赖,从而让图像重构过程更加稳定。2,在硬件方面,条纹相机作为CUP中时空转换的重要工具,因其基于光子电子光子转换的工作原理以及高昂的售价制约了该技术的实用性。针对该问题,我们发展了用电光偏转器结合CMOS相机来代替条纹像机的方案,该方案实现了成像速度为5×1010帧每秒（frame per second,fps）、水平和垂直空间分辨率分别为0.79和0.89线对每毫米（line pairs per millimeter,lp/mm）的时空三维成像。此外,针对CUP无法记录光谱信息的局限性,我们通过将压缩感知原理与光谱分辨技术相结合发展了高光谱压缩超快成像（Hyperspectrally Compressed Ultrafast Photography,HCUP）技术,获得了水平和垂直空间分辨率分别为1.26和1.41 lp/mm、时间和光谱帧间隔分别为2 ps和1.72 nm的四维（x-y-t-λ）成像,实现了单次曝光光学成像技术从三维到四维的突破。3,在模型的应用方面,我们分析了CUP模型的优点并对CUP模型加以拓展应用。首先,CUP是用单个二维矩阵实现三维数据编码,可以节省编码使用量;基于此优势,我们将CUP模型与量子密钥分发相结合发展了压缩三维图像信息安全传输技术,可以让编码使用量节省8.7倍,同时编码生成率提高约3倍。再者,CUP是单次测量的技术,该技术中不存在抖动;基于此优势,我们将CUP模型应用到了受抖动影响的电子衍射领域,理论上提出了以单束长电子脉冲作为探针的压缩超快电子衍射成像技术,并分别对单晶及多晶电子衍射图样随电子密度、编码尺寸及电子能量变化进行了数值模拟,为无抖动单次曝光超快结构动力学探测提供了理论基础。

李玮^[6]（2019）在《阵列失效单元压缩感知诊断算法研究》文中研究说明阵列天线具有方向性强、增益高、波束可实现电扫描等显着技术优势,能够明显提高探测以及跟踪目标的可靠性、稳定性和实时性,广泛应用于雷达、移动与卫星通信、生物医学工程等各类军民用领域。然而,由于阵列单元数量的不断增多以及使用年限的增长阵列性能将会逐渐退化,导致阵列单元发生失效的概率增大。失效单元将引起最大副瓣电平以及零陷位置与深度等辐射特性发生改变,影响波达方向估计精度和自适应波束形成算法性能,严重时将使雷达系统对微弱目标的检测能力和抗干扰能力下降,直接影响武器装备战技术性能的充分发挥。因此,对于判断失效单元位置以及数量的诊断算法开展深入研究具有重要的理论意义和鲜明的工程价值。为了获得足够高的分辨率和可靠的诊断结果,以矩阵算法和反向传播算法为代表的经典阵列失效单元诊断算法受到采样个数不得小于阵列单元个数这一约束性条件的限制。随着阵列单元个数的不断增加,经典诊断算法需要采集大量数据。由于数据采集过程是一件耗时费力的工作,将会引起诊断时间的延长和诊断效率的降低。因此,在确保诊断性能的前提下探索能够突破采样个数限制的新型诊断算法,对于缩短诊断时间、提高诊断效率、节约诊断费用等方面将会产生显着的促进作用。引入压缩感知为减少采样数量,缩短诊断时间、提高诊断效率提供了崭新的思路。基于标准压缩感知的阵列失效单元诊断算法的基本流程主要分为三步:在失效单元个数远小于阵列单元个数的前提下,首先利用完好阵列和失效阵列构造稀疏阵列,其次通过不同的空间欠采样策略构造观测矩阵,最后设计合适的重构算法对稀疏阵列激励进行恢复,从而实现失效单元位置、数量以及类型的判断。然而,在基于标准压缩感知的阵列失效单元诊断算法中,远场诊断时使用的结构化随机欠采样策略构造的观测矩阵是在概率意义下满足约束等距特性的,而近场诊断时使用的欠采样策略构造的观测矩阵约束等距特性未知。诸如上述两大弊端将对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。为此,本文从提高阵列失效单元的诊断成功概率出发,针对近远场诊断中存在的不足分别提出了相应的解决办法,取得了如下创新性研究成果:1.提出了一种基于确定性采样策略的压缩感知远场诊断算法。考虑到结构化随机欠采样策略构造的观测矩阵是在概率意义下满足约束等距特性的,存在某些采样位置组合下对应的观测矩阵无法满足这一特性要求的情形,将会对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。针对这一不足,在阵列单元个数为质数的情况下提出了一种确定性远场采样策略,该策略消除了采样位置的随机分布特性对观测矩阵满足约束等距特性造成的负面影响,提高了诊断成功概率。2.提出了一种基于混合迭代收缩阀值算法的压缩感知远场诊断算法。当使用方向图角度域上的等间隔均匀采样和改进的非均匀采样这两种确定性采样策略时构造的观测矩阵约束等距特性未知,因此将无法确保采用1l范数极小化凸优化算法实现阵列失效单元的高概率精确诊断。针对这一缺陷,提出了一种混合迭代收缩阀值算法用于对稀疏阵列激励进行重构。该算法弱化了当观测矩阵约束等距特性未知时对诊断性能造成的不利影响,提高了诊断成功概率。3.提出了一种基于随机扰动技术的非凸优化压缩感知近场诊断算法。在近场诊断中,现有采样策略构造的观测矩阵约束等距特性未知,因此使用1l范数极小化凸优化算法将会对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。为了提高诊断成功概率,提出了一种基于随机扰动技术的非凸优化算法。该算法避免了源自于目标函数的非凸性导致的重构结果易于陷入局部极小值的弊端,提高了诊断成功概率。4.提出了一种基于迭代重加权最小二乘的非凸优化压缩感知近场诊断算法。在近场诊断中,现有采样策略构造的观测矩阵约束等距特性未知,因此采用1l范数极小化凸优化算法将对阵列失效单元的高概率精确诊断造成不利影响。针对这一不足,提出了一种基于迭代重加权最小二乘的非凸优化算法。该算法在提高诊断成功概率的基础上,有效缩短了诊断时间,适用于已知近场采样个数、失效单元个数和信噪比等因素下的快速诊断需求。

张翔^[7]（2019）在《微视觉图像面内微位移精密测量理论与实验研究》文中指出随着微纳技术的孕育兴起,人们探索世界客观事物规律的视角逐渐从宏观领域走向微观领域,该技术的发展与精密测量技术密不可分。微视觉测量技术相比于其他测量技术具有非接触、低成本、高精度、多自由度等优势,利用该技术与高性能的算法结合可以准确地进行平面内微位移的测量。然而,现有成熟的图像处理算法和位移测量算法在显微系统的引入后将变得低效,不能直接运用。因此,本论文旨在研究具有良好综合性能（高精度、强鲁棒等）的微视觉图像面内微位移测量算法,主要研究内容如下:（1）研究微视觉图像的自适应增强方法。由于微视觉图像中常出现的光照不均、灰度值偏低、对比度差、信噪比低等缺陷使之不能直接作为微位移测量的输入,为此提出一种RCVG微视觉图像自适应增强算法。首先,对算法实现的总体框架进行介绍;其次,对自适应变增益子带分解过程作出了详细的描述与分析;然后,利用基于双边滤波原理的自适应升余弦卷积法进行照度估计,并对升余弦函数族如何逼近高斯函数作出了理论推导;最后,经过亮度校正后,分别将RCVG算法应用于普通图像的增强实验和微视觉图像面内微位移测量的前处理实验中,结果表明RCVG算法可以有效地提高图像质量,是保证测量精度的前提条件。（2）研究微视觉图像面内待测目标产生平移运动时微位移的测量方法。针对微视觉图像面内的待测目标产生平移运动时普通测量算法无法保证测量精度、速度和全局任意点位移测量的问题提出了两种解决方法,分别是FTSA和OFHP。首先,分别对两种算法的原理及具体实现过程给出描述;然后,进行实验研究:FTSA的验证实验涉及到了两种不同的测量系统,分别是MVMS和LIMS,测量的对象为2-DOF的柔顺定位平台,而对于OFHP的实验则采用了MIDDLEBURY图像集和一些实验图像序列。结果表明了所提出的两种测量算法均能实现较高的测量精度和较好的稳定性,此外,OFHP能够完成图像面内任意像素点的位移测量。（3）研究微视觉图像面内待测目标产生旋转运动时微位移的测量方法。针对微视觉图像面内的待测目标产生旋转运动时,多数普通测量算法失效、精度低和鲁棒性差等问题提出了两种解决方法:分别是TWMA-RRI和THMA-RRI。在对两种算法的测量原理与实现过程进行介绍后,分别对影响亚像素算法精度的因素、光照模型的构建以及采用两种算法进行微位移测量作出仿真分析,结果表明所提出的算法具有旋转不变性,且测量精度高、鲁棒性强。进一步地,以3-DOF柔顺定位平台为测量对象,对两种算法的性能进行实验研究,从而验证了仿真结果。（4）研究微视觉图像面内待测目标产生复合运动时微位移的测量方法。针对微视觉图像面内的待测目标可能出现的复合运动,提出了一种基于HSCT的微位移测量算法。首先,介绍了一种改进的形态学边缘检测算子并结合了基于Zernike矩的亚像素边缘检测方法从而得到精确的边缘特征作为算法的输入;其次,着重分析了基于HSCT算法的原理,包括了HT、HS的实现与性质;然后,对算法整体的实现作出了总览;最后,分别进行了HS特性验证实验、基于HSCT算法的有效性和精度验证实验,其结果说明所提出的算法在微视觉图像面内目标发生复合运动时依然能够保证较高的测量精度。最后,对全文的工作进行了总结,并对未来的研究方向作出了展望。

刘乃森^[8]（2016）在《作物生长传感网补偿技术及部署方法研究》文中研究说明作物生长信息实时、大范围、连续获取是作物生产精确管理实施的关键技术。无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）因在信息获取方面具有大范围、连续性等优势,已逐渐成为信息监测的主要手段。近年来,随着“互联网+”及作物生长光谱监测技术研究的不断深入,加速了作物生长传感设备及传感网的创制。作物生长光谱传感设备多以太阳光为光源、以电子电路为主体,因此,太阳高度角和应用环境温度的变化将影响设备测量的准确性。无线传感网监测的准确性及网络的稳定性一直是WSN领域的研究热点与应用瓶颈。本文将WSN与作物生长信息监测相结合,以课题组研制的作物生长传感网为研究对象,重点开展了作物生长传感网补偿技术与部署方法研究,研究结果为作物生产管理提供精确、可靠、连续的信息源,突破了低成本农业传感网精确、稳定感知的瓶颈,对于推动我国农业物联网的发展奠定了理论基础,促进了我国精确农业的实施。作物生长感知节点补偿技术。通过对试验条件的控制将温度和太阳高度角的交互作用对感知节点输出的影响进行解耦,研究了适用于感知节点运行的低运算量、高精度的温度和太阳高度角独立补偿模型。试验表明,感知节点的输出电压随温度升高呈上升趋势,反射率则呈非线性下降:利用符号回归技术构建了感知节点输出电压的温度预测模型,实现了感知节点反射率的温度补偿;补偿后,反射率变异系数由1.5%～4.5%下降到0.04%～0.17%。随太阳高度角的增大,感知节点的反射率呈下降趋势,其日变化呈“U”字形,在地方时12:00达最小值,在11:00-13:00范围内反射率的变化很小,测量比较稳定。使用De Wit方法和Berlage方法估算了不同太阳高度角时直射光和散射光占天空光的比例,使用国际照明委员会（CIE）标准天空模型计算散射光在天空中的分布,结合传感器的光路结构,厘清光能在传感器内的传递规律,构建了具有普适性的传感器太阳高度角补偿模型。补偿后感知节点反射率日变化的变异系数由9%～13.8%下降到补偿后的0.2%,其日变化呈水平直线,较好地消除了太阳高度角的影响。作物生长传感网多参数补偿技术。为了确保信息监测准确性,结合作物生长传感网物理结构特征,研究了整个传感网的多参数高效补偿方法。基于网关汇聚的多感知节点信息,利用遗传算法优化BP神经网络构建传感网温度和太阳高度角补偿模型。以上行光传感器720 nm和810 nm通道的输出电压及温度和太阳高度角为BP神经网络的输入参数,利用前文构建的温度补偿模型获取感知节点下行光传感器的补偿后电压,基于灰度板的标准反射率获取上行光传感器720 nm和810 nm通道的期望电压,将其作为BP神经网络的输出参数,设计了变长度染色体编码技术和双交叉操作方法,基于遗传算法优化BP网络拓扑结构和权值、阈值等参数,构建了传感网温度和太阳高度角一性次补偿模型。试验结果表明,传感网补偿模型预测的反射率相对误差小于0.6%,且主要集中于0-0.4%之间,模型的补偿精度高。作物生长传感网全覆盖部署。全覆盖监测和低成本部署是WSN的一对矛盾。根据作物长势与土壤养分的相关性,依据农田土壤养分空间分布差异,利用模糊c均值聚类（fuzzyc-means algorithm,FCM）将农田划分成不同的区域,各个区域内田块养分接近一致,在其中部署1个传感器节点实现了该区域农田作物信息的全覆盖监测,该部署方法显着地降低了网络部署的节点数量。为确定模糊c均值聚类的最佳分类数,本文构建了归一化类内变异度（NICCV）判别函数,不同空间复杂度的多个数据集检验表明,NICCV可准确的判断FCM的最佳分类数。敏感性分析表明,NICCV对模糊加权指数不敏感,对分类数的敏感性较强。对江苏省如皋市一5hm2农田的传感器节点部署结果比较表明,本文方法的平均节点监测面积APN达6250m2,所需的节点数量仅为8个;当节点感知半径为15m时,正六边形、正方形和等边三角形3种规则网格所部署传感器网络APN仅处于250 m2到600 m2之间,需要的节点数量约为200-300个。研究结果突破了 WSN应用中高覆盖度与低成本部署的难题,对促进作物生长信息的高效监测,推动智慧农业的发展具有重要意义。作物生长传感网连通性部署研究。针对大尺度农田作物生长WSN多跳传输时存在的信息孤岛问题,根据前文研究的农田空间差异分布信息,利用遗传算法优化分区内节点的感知位置,实现了广域农田下信息稳定传输的WSN部署方法。经对江苏省南京市江宁90块农田的部署结果表明,网络节点的最少连通数为2,平均连通数为5.7,任意节点均有到达网关的通讯路径。方法可快速实现大尺度农田的多跳网络部署,并保证网络信息传输稳定,无通信孤岛,且网络的监测数据不受农田边界效应的干扰,可较好地满足农学对作物生长信息监测的需求。研究成果填补了作物生长信息传感网连通部署的空白。

吕学伟^[9]（2010）在《炼铁流程中铁矿石评价体系构建》文中研究指明目前,国内多数的钢铁企业大量依赖铁矿石的进口,个别企业的进口矿比例甚至达到了80%以上。从2004年开始,进口矿的价格开始飙升;2009年,达到了惊人的150美元/吨。5年的时间,价格增长了5倍多。2004年后,每次铁矿石价格谈判过程都十分艰难。由于我国迫于铁矿石的需求和维持钢铁厂正常生产经营的压力,谈判往往处于被动。即使价格攀升,也只能无奈接受。昂贵的进口矿使得国内的钢铁企业积极的利用国内便宜的低品位矿和含有害元素多的矿石,一些含铁的工业物料和废料也被广泛的利用。混合料的化学成分波动频繁,原料的不稳定性给制粒和烧结带来很大困难。在这种情况下,开发一个全面的、准确的铁矿石评价体系,对矿石在全炼铁流程中表现进行评价,并提出优化配料方案,无疑是每个企业所亟需的。本文围绕铁矿石评价体系这一研究目标,按照工艺流程,分别把铁矿石在混合料制粒、烧结、炼铁中的表现进行了理论计算和实验研究。针对混合料制粒过程中加水量的优化问题,提出了湿容量的概念,并开发出了测试设备和测量方法。对数种铁矿粉湿容量的测量和分析表明:随着矿物粒度的减小,湿容量逐渐增大。基于影响矿物湿容量的因素,建立了表征矿物湿容量的数学模型。湿容量的无孔模型合理地解释了矿物的湿容量随颗粒尺寸减小而增加的现象。湿容量的有孔模型考虑了矿石颗粒表面孔隙对于矿物吸水能力的影响,并理论上推导了开孔和闭孔的差别,理论计算表明闭孔对于湿容量的影响很小,可以忽略。通过实验数据的回归,得到了以矿石的比表面积、孔容、堆密度和真密度之差为自变量的表达式。基于矿物的吸水特性曲线,建立了宏观和微观动力学模型。宏观动力学模型研究表明铁矿石的吸水过程符合Lagergren一阶动力学方程,并得到了水在不同矿物中的传质系数。研究还发现大颗粒矿物的吸水速率比小颗粒矿物大。矿物的微观动力学模型基于水在颗粒间传输时的受力分析。颗粒间的空隙尺寸和颗粒表面的闭孔体积是影响矿物吸水动力学的主要因素,其中空隙尺寸是主要因素。混料实验表明:湿容量（x）和铁矿粉最佳配水量（y）具有很好的线性关系。对于本研究所涉及的制粒系统而言,这个关系为y = 6 .94+0.12x。说明湿容量越大,料层得到最佳透气性时所需要的最佳配水量也应该越大。通过人工神经网络研究了制粒效果评价指标及其影响因素,采用三层BP神经网络结构,确定了模型各层节点数、激励函数、训练函数、训练次数等网络参数,最终建立了基于矿物湿容量和实际加水量的多输入单输出的粒度和透气性预测模型,预测效果在样本趋势上取得较好吻合,精度基本在可接受范围内,可以指导制粒实验及实际生产。采用FACTSage软件对铁矿粉烧结过程中的物相变化、液相量、热效应与温度的关系进行了理论计算,并利用多种实验方法对计算结果进行了验证。结果表明:FACTSage计算得到的矿物的物相变化规律、液相量与温度的关系与实验基本吻合,可以通过理论计算对铁矿粉的烧结进行优化。由于对矿物的原始物相缺乏准确的表征,FACTSage计算得到的理论热效应和实际差热分析得到的数据数量级一致,但次序吻合较差。采用正交实验的方法对影响烧结矿各项指标的因素进行了考察,对实验数据的极差分析表明,配碳量对烧结矿的物理性能和技术指标影响最大;随着配碳量的增加,烧结速度、利用系数以及烧结强度均有不同程度改善;碱度升高对改善烧结强度也有促进作用。以正交试验的结果为基础,采用BP神经网络建立了烧结矿性能的预测模型。并对各烧结矿性能预测子模型的结构及参数进行了优化。经过检验,在误差范围内,还原度和利用系数的预测命中率可以达到75%以上,落下强度、转鼓强度、烧结速度的预测均命中率则达到87.5%以上,且预测趋势吻合,模型能够指导烧结实验及生产。针对烧结过程的配料优化而言,对于关系简单、规模较小的模型,线性规划方便易用,求解效率高。对于大规模复杂问题,当约束条件的重要程度不同时,遗传算法能灵活有效地解决问题。随着变量和约束条件继续增多,模型规模和复杂度的增大,遗传算法能够满足高性能求解优化模型的要求,并且其独有的惩罚函数可以灵活地处理各种约束条件,通过控制惩罚度的大小对约束条件划分优先顺序,使配料过程的优化模型求解更符合烧结操作者的意愿,实现配料的人工智能。为实现对烧结矿矿相的准确表征,采用图像处理技术对烧结矿的灰度值计算、灰度直方图的分布特征、矿相的纹理特征等内容进行了研究。其中,矿物的反射率计算模型合理、准确。矿相的灰度正态分布模型与实际矿物的灰度分布特征吻合,利用该模型统计得到了常见矿物的正态分布参数;并结合遗传算法,实现了矿物含量的智能计算。基于灰度共生矩阵的图像特征提取方法,研究了灰度共生矩阵的参数如灰度级数、图像窗口尺寸、共生距离和共生角度等与矿物纹理结构的关联性。并利用该方法和兰氏空间距离实现了对矿相的识别。在上述模型的基础上开发出了智能矿相识别处理软件。综上所述,本文对铁矿石在每个工艺环节中的行为都进行了定量的评价,并且采用计算机编程语言和数据库技术开发出了炼铁体系铁矿石评价软件。该软件已经在工业过程中得到应用,效果良好。

郭旭东^[10]（2008）在《全消化道无创介入式诊查系统定位技术与实验研究》文中研究指明针对现有的胃肠动力功能研究方法的局限性,本文以国家自然科学基金（编号:30570485）、国家863计划（编号:2006AA04Z368）和国家教育部博士点基金（编号:20040248033）资助项目为依托,研制了能在正常生理状态下获取胃肠道生理参数的微型无创介入式诊查系统,并针对系统中微型介入式装置的定位技术进行了深入的研究,设计开发出一种原理可行、满足实用要求、性能稳定可靠的定位系统。全消化道生理参数微型无创介入式诊查系统定位技术作为多学科交叉技术,综合了传感器、计算、无线通信、信息处理、微机电系统、人工智能等众多技术。本文提出了解决正常生理条件下人体全消化道多种运动生理参数的无创检测的研究目标,设计了生理参数无创介入式诊查系统的总体结构方案,确定了系统模块化设计的思路,分析了系统实现过程中面临的主要技术问题,研究了在空间和能源严格限制下实现所需功能的方法,并详细介绍了系统各功能模块的设计原理与实现,包括系统主要组成部分的介入式生物遥测胶囊的组装方式,以及系统的人体实验情况。针对系统的一项关键技术:生物遥测胶囊在体内的跟踪定位问题进行了深入研究和探讨。为了寻求合适的定位原理,在分析了当前同类或类似研究工作后,首先研究了基于超声回波检测的分段定位法及其实验,鉴于超声定位法的局限性,随后提出并研究了三种跟踪定位方法:永磁标记定位法、脉冲励磁定位法和交流励磁定位法。在永磁标记定位法研究中,给出了磁标记法定位原理,基于等效磁荷原理建立了永磁标记定位法的定位模型,采用磁场有限元分析计算,对永磁体进行了材料选型和尺寸设计,研究了消除静态和准静态背景干扰磁场的算法,设计了系统方案,搭建了完整的系统软硬件平台,完成了实验研究。在本文设计的永磁标记定位方案中,选用新型磁阻传感器,扩大可定位的距离,减少定位方案所需的传感器数量;并采用离散差分法消除背景磁场的干扰,提高了定位精度。随后研究了脉冲电流励磁定位法的定位机理、方案设计、系统建模、系统软硬件实现、算法设计,并完成了实验验证。提出不依赖于初值的全局优化算法—神经网络能量法,成功地求解出目标的位置和姿态角;在系统硬件设计中,采用分辨率极高的磁传感器,扩大了可定位范围。针对静磁检测定位法定位精度低、抗干扰能力差的局限性,提出了全新的交流励磁定位方案。研究了交流励磁定位法的定位原理;在定位建模中,将连续磁场源的效应由离散场源集合的叠加效应予以等值替代,基于场源的离散叠加效应和Taylor级数,推导了新的定位模型,并通过仿真实验验证了模型的正确性和相比于常用的磁偶极子模型的优越性;研究了收敛速度快、精度高的参数自调整的邻域微粒群优化算法作为定位算法,避免了常规算法在求解超静定的定位非线性问题时出现的依赖于初始值、容易陷入局部极小值、收敛速度慢的缺陷,新算法实现了对遥测胶囊位置坐标准确而快速地求解;然后,设计开发了定位系统样机,在系统设计中采用基于ΔΣ计算技术的有效值检测方式,提取交变信号的特征量,无需实时采集动态波形,简化了数据采集、存储和处理;引入数据校正法对定位数据进行校正,具体研究了HMQ插值校正法、高阶多项式校正法、基于L-M贝叶斯正则化的BP网络校正法,解决了以上方法应用于定位校正的关键技术难点,通过校正实验对比,最终确定了校正效果最好的算法-基于L-M贝叶斯正则化的BP算法,使校正后的定位系统精度获得了进一步提高;最后,设计了定位实验平台、完成了实验研究,优化了定位系统参数。定位实验结果表明,相比永磁标记定位法和脉冲电流励磁定位法,交流励磁定位法具有更优的性能。交流励磁定位方案成功实现了不可见状态下目标物的空间位置的非接触式测量,能满足生物遥测胶囊在人体内的定位要求。设计开发的交流励磁定位系统具有抗干扰能力强、工作稳定可靠、定位范围宽、定位精度高等特点。该项定位技术还能适用于其它类似的介入式诊疗装置的位置跟踪。

二、A NOVEL 2-D GENETIC ALGORITHM FOR STANDARD PE PLACEMENT IN OPTOELECTRONIC MCM（论文开题报告）

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、A NOVEL 2-D GENETIC ALGORITHM FOR STANDARD PE PLACEMENT IN OPTOELECTRONIC MCM（论文提纲范文）

（1）平行双关节坐标测量机误差修正技术研究（论文提纲范文）

（2）低能D-D/D-Be反应加速器中子源的能谱测量及特性研究（论文提纲范文）

（3）机载高光谱成像仪光谱定标关键技术研究（论文提纲范文）

（4）大型间接空冷机组冷端系统运行特性及优化（论文提纲范文）

（5）压缩超快成像的关键技术与应用（论文提纲范文）

（6）阵列失效单元压缩感知诊断算法研究（论文提纲范文）

（7）微视觉图像面内微位移精密测量理论与实验研究（论文提纲范文）

（8）作物生长传感网补偿技术及部署方法研究（论文提纲范文）

（9）炼铁流程中铁矿石评价体系构建（论文提纲范文）

（10）全消化道无创介入式诊查系统定位技术与实验研究（论文提纲范文）

四、A NOVEL 2-D GENETIC ALGORITHM FOR STANDARD PE PLACEMENT IN OPTOELECTRONIC MCM（论文参考文献）

• [1]平行双关节坐标测量机误差修正技术研究[D]. 贾华坤. 合肥工业大学, 2021(02)
• [2]低能D-D/D-Be反应加速器中子源的能谱测量及特性研究[D]. 张双佼. 兰州大学, 2021(09)
• [3]机载高光谱成像仪光谱定标关键技术研究[D]. 刘洪麟. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2020(03)
• [4]大型间接空冷机组冷端系统运行特性及优化[D]. 吴韬. 华北电力大学(北京), 2020(06)
• [5]压缩超快成像的关键技术与应用[D]. 杨承帅. 华东师范大学, 2020(08)
• [6]阵列失效单元压缩感知诊断算法研究[D]. 李玮. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
• [7]微视觉图像面内微位移精密测量理论与实验研究[D]. 张翔. 华南理工大学, 2019(01)
• [8]作物生长传感网补偿技术及部署方法研究[D]. 刘乃森. 南京农业大学, 2016(05)
• [9]炼铁流程中铁矿石评价体系构建[D]. 吕学伟. 重庆大学, 2010(12)
• [10]全消化道无创介入式诊查系统定位技术与实验研究[D]. 郭旭东. 上海交通大学, 2008(04)