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基于低压汞灯的紫外光通信调制与探测技术研究

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基于低压汞灯的紫外光通信调制与探测技术研究

作者：王鹏晖南京邮电大学

学位级别：硕士

紫外光通信是一种新型通信方式,比传统通信方式更具保密性,更抗第三方干扰、而且不占用无线电频谱资源,受到了众多科研工作者的关注。但是,随着众多不同的通信需求被提出,紫外激光器体积重量较大,不便携带,紫外LED光功率小等缺点也被暴... 详细信息

紫外光通信是一种新型通信方式,比传统通信方式更具保密性,更抗第三方干扰、而且不占用无线电频谱资源,受到了众多科研工作者的关注。但是,随着众多不同的通信需求被提出,紫外激光器体积重量较大,不便携带,紫外LED光功率小等缺点也被暴露出来,导致相关应用受限。本论文首先针对当前日盲紫外光通信中低压汞灯采用2FSK调制传输速率低的问题,提出了一种利用多进制频移键控(MFSK)对低压汞灯调制的方案,探测器采用紫外增强型APD。设计了一套基于低压汞灯的多进制调制系统,较二进制频移键控调制成倍地提高了低压汞灯的传输速率。并对当前直接探测日盲紫外光响应度低的问题,提出一种基于荧光材料波长下转换以实现增加响应度的紫外光通信接收方案,荧光材料通过吸收280nm的光子并在500-650nm产生荧光发射,从而实现了日盲波段的可见光探测。主要研究内容如下:首先,分析了紫外光在大气传输过程中的散射、吸收与受到的大气湍流作用。并采用MODTRAN对几种不同常见天气下紫外光的透过率进行了仿真与分析。其次,对系统收发端的关键器件进行了分析比较,确定了以低压汞灯为光源,可保证光源光功率到达瓦级,并针对低压汞灯传输速率低的问题,提出采用4FSK的调制方式,探测端采用APD进行探测。然后,对发射调制端电路进行分析设计,采用半桥驱动芯片搭配半桥谐振开关电路的方式,完成4FSK的调制。在接收端,采用FPGA进行解调并加入拖尾处理模块,保证解调精准性,最终系统最大数据传输速率可达30kbit/s,高于目前的文献报道。最后,针对直接探测日盲紫外光探测器响应度低的问题,提出利用探测器对可见光响应度高于日盲紫外光的特性,采用荧光下转换材料将日盲紫外光转为可见光进行探测,以此提高探测器响应度的方案。并从辐射波长、荧光寿命等方面考虑,最终选取了三种荧光下转换材料,从探测响应电压、响应电流、响应度增益带宽等角度测试,实验结果表明此方案可不同程度地提高探测器的响应度,最高可达2.7倍。

关键词：紫外光通信低压汞灯多进制频移键控波长转换

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一种无压载水船型阻力及浮态的数值研究

一种无压载水船型阻力及浮态的数值研究

作者：王鹏晖大连海事大学

学位级别：硕士

为了对船舶压载水带来的海洋污染问题进行有效控制,2004年IMO颁布了《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》,在业界引起了一股压载水处理系统的研究热潮。但由于船型差异,压载水处理系统的设计实现不了统一的标准,难以满足各类船型... 详细信息

为了对船舶压载水带来的海洋污染问题进行有效控制,2004年IMO颁布了《国际船舶压载水和沉积物控制和管理公约》,在业界引起了一股压载水处理系统的研究热潮。但由于船型差异,压载水处理系统的设计实现不了统一的标准,难以满足各类船型的配装需求。因此,学术界提出了一种“无压载水船”的概念。新船型的设计需要从静力学和动力学两大方面,对船舶六大特性进行综合分析。当今,船舶性能的研究有试验和计算两大方法。试验方法中,实船试验成本高、周期长,模型试验存在尺度效应问题;计算方法中,经验公式和运动数学模型的计算精确度还有待提高。但是,在高水平计算机技术的背景下,相比较上述方法而言,计算流体力学数值计算则拥有着成本低、周期短、精度高的优点,对于船舶性能研究的实用价值更大。本文首先在国外无压载水船研究的基础上,将美国贯通流系统中的水流箱改为三纵三横连通管路,将日本V型船体改为上U下V型船体,经过相互融合后,提出了一种无压载水船设计新思路,并选用巴拿马船型作为研究对象,将设计思路应用其中,利用CAD软件对其型线图进行修改。通过经验公式对改造出的新船型的船型参数进行计算,结果基本符合规范要求,证明了新船型是实际可行的。同时,本文选用标准化船型一系列60船型作为验证对象,对系列60船型基础上改造出的新船型的快速性和浮性进行了探究。首先,基于CFD方法,选用有限体积法、混合网格技术、SIMPLE算法和RNG κ-ε湍流模型,通过求解RANS方程对船舶阻力和浮态进行数值计算。然后,将系列60船型阻力计算结果与前人试验数据进行比较,结果基本吻合,验证出数值算法的精确性。将新船型阻力和浮态计算结果与系列60船型进行比较,分析出新船型快速性的提高和浮态调整的有效,也分析出新船型结构的变化降低了船舶周围流场对其航行状况的影响。本文对无压载水新船型的船型参数、阻力和浮态进行了计算,在保证计算精度的前提下,结果基本满足相关设计要求,为研究人员提供了一种无压载水船型设计的参考思路。

关键词：计算流体力学无压载水船型数值模拟阻力浮态

基于中间层调控的钛/钢激光双道焊界面行为及机理研究

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基于中间层调控的钛/钢激光双道焊界面行为及机理研究

作者：王鹏晖哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

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基于多样性增强的麻雀搜索算法研究与应用

基于多样性增强的麻雀搜索算法研究与应用

作者：王鹏晖江西理工大学

学位级别：硕士

随着生物智能群体行为的不断发展,群智能优化算法凭借强大的搜索能力与适应性成为多类型领域内解决全局优化问题的关键技术。近年来,它的应用范围也越来越广泛,已经成为优化领域的热门话题。随着技术的发展,群智能优化算法已经成功地克... 详细信息

随着生物智能群体行为的不断发展,群智能优化算法凭借强大的搜索能力与适应性成为多类型领域内解决全局优化问题的关键技术。近年来,它的应用范围也越来越广泛,已经成为优化领域的热门话题。随着技术的发展,群智能优化算法已经成功地克服了传统优化算法规模庞大、复杂度过高的问题,它能够根据智能个体的社会行为,以及其他相关因素,快速、准确地搜索出全局最优解,并且能够根据每个智能种群的特点,及时地调整自身的参数,从而更好地指导群体的活动。凭借高效的计算性能以及优秀的适应能力,群智能优化算法被应用到各种实际场景中。近年来,麻雀搜索算法作为一种新颖的群智能优化算法,其优势显而易见:原理简单、搜索能力强、结构参数少,但也存在一些不足,如无法维持种群的多样性,容易陷入局部最优,以及解决复杂优化问题的效率较低。从该算法提出到现在,各领域的学者尝试了不同策略的改进,但种群多样性缺失的问题仍然存在于全过程的搜索中,并随着迭代次数的增加而线性递减,使得算法整体的寻优能力难以精进。对此,在结合国内外研究后,面向多种类型的优化问题,结合多种有效的改进措施,基于提高种群多样性的目标,深入研究并改进麻雀搜索算法,并在多个不同类型工程优化问题情境下,对所提算法的实际性能进行验证。本文具体的研究工作如下:(1)对于相关群智能优化算法和麻雀搜索算法进行阐述,分析经典优化算法和麻雀搜索算法的基本原理和算法流程,为本文后续工作的展开奠定理论基础。(2)提出一种混合多策略改进的麻雀搜索算法。为了解决麻雀搜索算法在寻找目标函数的最优解时存在的挑战,如过早收敛、种群多样性不足以及在高维环境中的求解精度低下。利用精英反向学习,以提升初始种群的质量,加快收敛速度,并且设计了一个阶段性的控制步长公式,平衡算法的搜索和开发,引入混沌余弦变化因子作用于跟随者位置更新,从而实现保持种群的多样性和提高算法搜索能力的目的,采用自适应选择机制的Lévy飞行可以大大提升算法的灵活性,使其在不同的时期仍然具备良好的多样化特征。通过设置单峰、多峰和固定维度的多种测试函数,与标准麻雀搜索算法及其他算法进行仿真对比,并应用在焊接梁设计问题和三杆桁架设计问题上,对性能进行验证。最终仿真实验结果表明,所提算法能够在实际问题中保持较高的种群多样性,提高求解目标问题的精度,并具有一定的稳定性。(3)提出一种基于Piecewise映射改进的麻雀搜索算法。面对麻雀搜索算法初始种群多样性差、分布不均匀以及面对复杂问题时,多样性难以维持且搜索精度不足等问题,通过基于Piecewise混沌映射增强种群的多样性,提高空间分布的均匀性,发现者搜索采取步长自适应策略,实现全局搜索与局部开发的平衡,提高搜索精度,引入高斯变异扰动,为全过程种群多样性的增加提供支撑,并加强算法跳出局部最优的能力,最后利用基于上下界的越界处理方法对超出搜索范围的新解进行调整,进一步扩大种群的多样性分布。本文还将提出的算法与其他经典算法以及效果较好的改进型算法在14个基准测试函数进行对比,并将改进后的算法对概率神经网络进行优化,在变压器故障诊断问题中具有良好的实验效果,仿真实验结果表明,所提算法无论是在综合性能方面还是保持多样性能力上,都具有显著优势。随着现实问题日益综合复杂的情况下,本文提出两种改进的麻雀搜索算法,帮助算法在搜索全过程中,保持充分的多样性,达到更优的求解结果。无论是从仿真实验对比,还是实际工程应用效果对比,所提算法均有明显优势,能够作为解决实际问题的有效手段。

关键词：群智能优化算法麻雀搜索算法多样性工程优化变压器诊断

中国服务业集聚的财税成因研究 ——基于省级面板数据模型的分析

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中国服务业集聚的财税成因研究 ——基于省级面板数据模型的分析

作者：王鹏晖南京财经大学

学位级别：硕士

在世界主要经济体的经济形态从“工业型经济”向“服务型经济”转变的大背景下,我国也在大力发展服务业,但服务业对经济总量的贡献与发达国家还有一定的差距。服务业是一个集知识、人才、信息、技术于一体的现代产业,在吸纳人才、促进... 详细信息

在世界主要经济体的经济形态从“工业型经济”向“服务型经济”转变的大背景下,我国也在大力发展服务业,但服务业对经济总量的贡献与发达国家还有一定的差距。服务业是一个集知识、人才、信息、技术于一体的现代产业,在吸纳人才、促进发展、提升地区经济竞争力方面都发挥着重要的作用。本文旨在从我国服务业的实际发展状况出发,从财政与税收的角度切入,运用空间动态面板数据模型,利用省级面板数据,分析财税政策的变化对我国服务业集聚程度的影响。我国服务业发展较晚,然而其发展速度却很快快,一线城市已经出现了明显的服务业集聚现象。对我国服务业集聚现象的研究能够摸清服务业空间集聚的演化进程,并且发现能够影响其集聚水平的因素,同时与西方发达国家服务业集聚演化相对比,为我国服务业的集聚演化进程提供理论支持和参考依据,同时也希望能够提出促进服务业发展的财政与税收方面的政策建议。本文第一章为绪论,界定了本文研究的服务业的范围和产业集聚的概念,介绍了本文的研究背景、研究目的和经济学理论基础等内容;第二章介绍了关于空间集聚对服务业发展的影响的研究综述;第三章运用区位商指数、空间基尼系数和空间集聚指数等指标对我国31个省(市)、自治区1991～2013年的服务业产业集聚水平进行定量的测度和分析,并结合建国以来我国服务业集聚演化路径与财税管理体制改革进程,分析财税体制的变化对服务业发展的影响;接着,在第四章介绍了财税政策对服务业集聚的作用和影响,财税政策在服务业集聚过程中的职能定位以及财税政策影响服务业集聚的作用机制;在第五章,运用空间面板数据模型,选取财政政策、税收政策、财政政策与税收政策的交互项、人力资源因素、基础设施因素、对外开放水平等变量,研究了财政政策与税收政策及其交互作用对服务业集聚水平的影响;在第六章,从服务业集聚现状、服务业集聚过程中的财税政策职能定位与作用机制和财税政策影响服务业集聚水平三方面得出本文的主要结论,最后,提出有利于服务业发展和集聚的财税方面的政策建议。

关键词：空间面板数据模型服务业产业集聚财税政策

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基于荧光波长下转换的日盲紫外光通信探测

光学精密工程 2021年第10期29卷 2296-2305页

作者：毛建邦王鹏晖汪井源李建华韦玮南京邮电大学电子与光学工程学院江苏南京210023 中国人民解放军陆军工程大学通信工程学院江苏南京210007

针对当前日盲紫外光通信系统接收端半导体光电探测器对日盲紫外波段不灵敏、响应度较低等问题,提出了一种基于光谱转换以提高信号探测响应度的紫外光通信接收方案。该方案利用二种波长下转化材料(掺Sn-硅酸盐荧光玻璃1和掺荧光染料聚苯... 详细信息

针对当前日盲紫外光通信系统接收端半导体光电探测器对日盲紫外波段不灵敏、响应度较低等问题,提出了一种基于光谱转换以提高信号探测响应度的紫外光通信接收方案。该方案利用二种波长下转化材料(掺Sn-硅酸盐荧光玻璃1和掺荧光染料聚苯乙烯2),通过LED@270 nm激励实现了450~650 nm的可见光探测。实验结果表明,在接收端的雪崩光电二极管窗口前贴附荧光下转化材料后,它对270 nm发射光的探测响应度明显增强;在1 kHz频率调制下,掺杂Sn-硅酸盐玻璃可使探测器的接收响应度提高1.5倍;当光源调制速率低于1.8 MHz时,掺荧光染料聚苯乙烯使得雪崩光电二极管探测器的接收灵敏度提高2倍。本工作在保留紫外光通信特点的情况下,为提高其探测灵敏度提供了一个全新的研究思路和方法。

关键词：紫外光通信荧光材料波长转换光电探测增益带宽

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一种无压载水船型设计新思路

舰船科学技术 2017年第9期39卷 64-68页

作者：白军王鹏晖洪碧光大连海事大学航海学院辽宁大连116026

为解决压载水带来的海洋污染问题,学术界引入了无压载水船的新理念。首先,对当前国内外无压载水船型设计与开发的研究进展进行概述,并对其优缺点进行分析。然后,针对美国贯通流系统和日本V型船两大设计理念进行技术整合,提出了一种无压... 详细信息

为解决压载水带来的海洋污染问题,学术界引入了无压载水船的新理念。首先,对当前国内外无压载水船型设计与开发的研究进展进行概述,并对其优缺点进行分析。然后,针对美国贯通流系统和日本V型船两大设计理念进行技术整合,提出了一种无压载水船设计的新思路,并对无压载水新船型的船型参数和水动力相关计算结果进行呈现。结果表明,新船型的设计,对无压载水船未来的研究之路具有一定的实际意义与参考价值。

关键词：无压载水船研究进展贯通流系统 V型船

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教育财政支出均等化的实证研究——基于生均教育财政支出的泰尔指数分析

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河南财政税务高等专科学校学报 2014年第5期28卷 4-9页

作者：王鹏晖管永昊南京财经大学财政与税务学院江苏南京210046

基于泰尔指数测度方法,对2001 ～ 2011年全国东部、中部和西部31个省（自治区、直辖市）的教育财政支出及生均教育财政支出进行区域内和区域间的均等化程度进行测度分析并得出结论——不论是教育财政支出总额还是生均教育财政支出,各省... 详细信息

基于泰尔指数测度方法,对2001 ～ 2011年全国东部、中部和西部31个省（自治区、直辖市）的教育财政支出及生均教育财政支出进行区域内和区域间的均等化程度进行测度分析并得出结论——不论是教育财政支出总额还是生均教育财政支出,各省（自治区、直辖市）间生均教育财政支出的差异性都比区域间教育财政支出的差异性更大.其原因是教育财政支出总额存在差异,各地区学生人数也存在差异.为促进生均教育财政支出均等化,应继续实施中部崛起和西部大开发战略,有差别地加大各地区的教育财政支出.

关键词：教育财政支出生均教育财政支出均等化泰尔指数

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一种混合多策略改进的麻雀搜索算法

计算机工程与科学 2024年第2期46卷 303-315页

作者：李江华王鹏晖李伟江西理工大学信息工程学院江西赣州341000

针对麻雀搜索算法SSA求解目标函数最优解时具有过早收敛、在多峰条件下易陷入局部最优和在高维情况下求解精度不足等问题,提出了一种混合多策略改进的麻雀搜索算法MISSA。考虑到算法初始解的质量很大程度上会影响整个算法的收敛速度与精... 详细信息

针对麻雀搜索算法SSA求解目标函数最优解时具有过早收敛、在多峰条件下易陷入局部最优和在高维情况下求解精度不足等问题,提出了一种混合多策略改进的麻雀搜索算法MISSA。考虑到算法初始解的质量很大程度上会影响整个算法的收敛速度与精度,引入精英反向学习策略,扩大算法的搜索区域,提升初始种群的质量和多样性;对步长进行分阶段控制,以提高算法的求解精度;通过在跟随者的位置中加入Circle映射参数与余弦因子,提高算法的遍历性与搜索能力;采用自适应选择机制在麻雀个体位置更新中加入Lévy飞行,增强算法寻优和跳出局部最优的能力。将改进后的算法与麻雀搜索算法及其他算法在13个测试函数上进行对比,并进行Friedman检验。实验结果表明,改进后的麻雀搜索算法能够有效提高寻优精度与收敛速度,并在高维问题中也具备较高的稳定性。

关键词：麻雀搜索算法反向学习步长控制混沌参数自适应

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