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抑制Winger分布交叉项的胎心电半盲分离方法

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仪器仪表学报 2012年第4期33卷 781-787页

作者：蔡坤华南农业大学工程学院广州510640

根据母亲心电和胎儿心电在时域上具有的局部稀疏特性,提出了一种新的基于抑制源信号Wigner-Ville时频分布交叉项的胎心电信号半盲分离方法。该方法首先搜索腹部观测信号中母亲心电信号和胎儿心电信号局部稀疏的区域,再将该区域观测信号... 详细信息

根据母亲心电和胎儿心电在时域上具有的局部稀疏特性,提出了一种新的基于抑制源信号Wigner-Ville时频分布交叉项的胎心电信号半盲分离方法。该方法首先搜索腹部观测信号中母亲心电信号和胎儿心电信号局部稀疏的区域,再将该区域观测信号变换到Winger-Ville时频域,并在其中搜索源信号的子项和交叉项,以构建盲分离的目标函数提取胎儿心电信号。该方法将被认为无用的时频交叉项引入盲分离算法实现了胎儿心电信号的分离。模拟信号的实验证明,该算法与传统利用伪Wigner-Ville时频分布去除Wigner-Ville交叉项的盲分离方法性能非常接近。临床实验表明,该方法与FastICA方法和传统去除Wigner-Ville交叉项的盲分离方法获得的提取信号相似系数分别为0.953 3和0.970 8。

关键词：胎儿心电图 Wigner-Ville分布盲信号分离

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具有多约束连续体结构仿生拓扑优化方法

工程力学 2008年第12期25卷 53-59页

作者：史姣高红蔡坤刘巍西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 大连海事大学数学系辽宁大连116026

通过浮动参考区间法分析具有多约束连续体结构拓扑优化问题。浮动区间法是指将结构的拓扑优化过程看作是骨骼重建过程,通过引入参考应变区间,将结构中所有各点处主应变绝对值落入参考应变区间作为重建平衡状态,当结构处于重建平衡状态... 详细信息

通过浮动参考区间法分析具有多约束连续体结构拓扑优化问题。浮动区间法是指将结构的拓扑优化过程看作是骨骼重建过程,通过引入参考应变区间,将结构中所有各点处主应变绝对值落入参考应变区间作为重建平衡状态,当结构处于重建平衡状态时获得结构的最优材料分布。为了使得优化结果满足给定的性态约束,参考应变区间在优化迭代过程中须不断变化。讨论了几种常见性态约束对结构性能的要求。给出了结构具有多约束时优化问题的算法。数值算例表明该方法可行。

关键词：拓扑优化多约束浮动参考应变区间连续体结构骨骼重建

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三维PZT木堆结构的直写成型

无机材料学报 2011年第5期26卷 495-498页

作者：蔡坤鹏孙竞博李勃周济清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 清华大学深圳研究生院新材料研究所深圳518055

配制了一种水基锆钛酸铅(PZT)陶瓷浆料,通过直写无模成型的方法制备了直径为微米级的压电木堆结构.流变学测量表明,浆料属于剪切变稀型流体;微观形貌观察和密度测量表明,烧结后的样品已经成瓷,且具有较高的致密度;X射线衍射(XRD)的测试... 详细信息

配制了一种水基锆钛酸铅(PZT)陶瓷浆料,通过直写无模成型的方法制备了直径为微米级的压电木堆结构.流变学测量表明,浆料属于剪切变稀型流体;微观形貌观察和密度测量表明,烧结后的样品已经成瓷,且具有较高的致密度;X射线衍射(XRD)的测试结果表明,烧结后的样品具有三方PbZr0.58Ti0.42O3相;压电常数测试结果显示该结构有较好压电性,且压电常数d33为410pC/N.无模成型技术具有结构可设计性强,成型速度快,成型精度高等优点,为压电材料和器件的设计和应用提供了新的思路.

关键词：直写无模成型 PZT 浆料制备压电性能

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考虑非概率可靠性的结构柔顺度拓扑优化设计

计算力学学报 2011年第6期28卷 821-826页

作者：罗阳军亢战蔡坤西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100

实际工程中广泛存在的不确定性可能对结构拓扑设计产生重要影响。基于不确定性的多椭球凸模型描述及非概率可靠性指标的定义,建立了材料体积约束和不确定参数范围约束下、结构柔顺度极小极大化为目标的非概率可靠性拓扑优化数学模型。... 详细信息

实际工程中广泛存在的不确定性可能对结构拓扑设计产生重要影响。基于不确定性的多椭球凸模型描述及非概率可靠性指标的定义,建立了材料体积约束和不确定参数范围约束下、结构柔顺度极小极大化为目标的非概率可靠性拓扑优化数学模型。结合移动渐进线方法,基于单循环策略实现该连续Minimax优化问题的求解。经典算例尺寸优化设计结果说明了进行非概率可靠性拓扑优化设计的实际意义,即相对于确定性优化而言,在相同的可靠性要求下,非概率可靠性拓扑优化能够达到更为经济有效的设计要求。数值算例验证了本文优化模型及数值算法。

关键词：凸模型非概率可靠性柔顺度拓扑优化 Minimax问题

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基于实时监测参数的民用飞机重着陆预警方法

交通运输工程学报 2022年第2期22卷 298-309页

作者：蔡景蔡坤烨黄世杰南京航空航天大学民航学院江苏南京211106 中国商飞上海飞机客户服务有限公司上海200241

针对目前民用飞机重着陆事件的识别只能通过飞行员事后上报和维修人员被动检查的问题,提出了一种基于实时监测参数的民用飞机重着陆预警方法;分析了飞机重着陆的影响因素,在对快速存取记录器数据预处理的基础上,采用灰色关联度分析方法... 详细信息

针对目前民用飞机重着陆事件的识别只能通过飞行员事后上报和维修人员被动检查的问题,提出了一种基于实时监测参数的民用飞机重着陆预警方法;分析了飞机重着陆的影响因素,在对快速存取记录器数据预处理的基础上,采用灰色关联度分析方法,从飞机重着陆相关的52个监测参数中提取了26个特征监测参数;以着陆质量、垂直加速度、垂直下降率和俯仰率等4个重着陆评价参数作为预测参数,26个特征监测参数作为输入,建立了基于长短期记忆网络的飞机重着陆预测模型;采用重着陆案例数据对预测模型进行训练,分析了飞行高度区间、输入输出步长对模型预测精度的影响,进而对模型进行了优化;在案例验证中引入混淆矩阵验证了模型的预测效果。研究结果表明:利用长短期记忆网络所建立的民用飞机重着陆预警方法有效利用了实时监测参数中反映重着陆趋势的信息,实现了飞机的重着陆预警,在提前8s预警的情况下,预测精度达到了98%,平均绝对误差仅为0.0183,可为飞行员提供足够的时间裕度采取措施,避免重着陆的发生。

关键词：民用飞机重着陆预警实时监测长短期记忆网络灰色关联度分析

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基于高阶统计量的μ节律脑电信号盲提取

华南理工大学学报（自然科学版） 2011年第5期39卷 12-17,35页

作者：蔡坤谢胜利华南理工大学电子与信息学院广东广州510640

根据实际μ节律信号的超高斯性和不对称性分布的特点,提出了一种新的基于高阶统计量的μ节律脑电信号盲提取的不动点算法,并对该算法的局部稳定性和局部收敛性进行了讨论,给出了该算法局部稳定和局部收敛的条件.最后,利用模拟和临床脑... 详细信息

根据实际μ节律信号的超高斯性和不对称性分布的特点,提出了一种新的基于高阶统计量的μ节律脑电信号盲提取的不动点算法,并对该算法的局部稳定性和局部收敛性进行了讨论,给出了该算法局部稳定和局部收敛的条件.最后,利用模拟和临床脑电信号分别对该算法和FastICA算法进行了仿真分析.结果表明,对于μ节律脑电信号的提取,文中提出的算法较FastICA算法更为有效.

关键词：脑电图信号处理盲提取峭度偏度 μ节律

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含周期性索-杆胞元的二维网格结构拟膜分析

工程力学 2011年第10期28卷 27-33页

作者：蔡坤史姣西北农林科技大学水工程安全与病害防治研究中心陕西杨凌712100

利用拟膜法分析含周期性索-杆胞元的二维网格结构的面内有效弹性性能。拟膜法是将具有周期性微结构的平面网格结构在力学性能上比拟成均匀的连续体。根据两者在面内力学行为上的等效性,网格结构的拟膜的弹性本构参数可由网格结构中单胞... 详细信息

利用拟膜法分析含周期性索-杆胞元的二维网格结构的面内有效弹性性能。拟膜法是将具有周期性微结构的平面网格结构在力学性能上比拟成均匀的连续体。根据两者在面内力学行为上的等效性,网格结构的拟膜的弹性本构参数可由网格结构中单胞的材料和几何参数解析表示。分析表明索-杆胞元存在拉压性能差异现象。这导致拟膜表现出双模量特点,即材料沿某一方向的拉伸弹性模量与压缩模量不同。采用悬臂梁算例考察这些参数的正确性:利用网格结构和其拟膜分别构造同尺寸和工况的两个悬臂梁;利用有限元方法分析两个梁;比较得出两个梁的中性层位置与解析解均吻合,且两个梁中性层挠度之间的相对误差极小。

关键词：网格结构均匀化拟膜法单胞双模量

利用浆料直写无模成型技术制备自支撑TiO_2光降解器件

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无机材料学报 2011年第3期26卷 300-304页

作者：孙竞博李勃蔡坤鹏周济李龙土清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 清华大学深圳研究生院新材料研究所深圳518055

介绍了一种基于光敏特性陶瓷浆料的浆料直写无模三维成型技术制备的线条直径为270μm的TiO2木堆结构光降解器件.对光敏浆料的配制方法、浆料直写无模成型的工艺原理进行了研究;利用TEM和XRD表征光敏浆料中TiO2粉体的形貌和物相;对器件... 详细信息

介绍了一种基于光敏特性陶瓷浆料的浆料直写无模三维成型技术制备的线条直径为270μm的TiO2木堆结构光降解器件.对光敏浆料的配制方法、浆料直写无模成型的工艺原理进行了研究;利用TEM和XRD表征光敏浆料中TiO2粉体的形貌和物相;对器件的光降解性能进行了分析与测试;利用光学显微镜和SEM对成型后的样品结构、尺寸及表面微观形貌进行了分析,并基于此分析给出了这种器件高催化效率的原因.实验结果显示,该器件具有完整的三维木堆结构,表面粗糙多孔,极大地增加了光催化的作用面积,从而使其具有较高的光降解效率.在紫外光照射10min后,初始浓度为4mg/L的亚甲基蓝溶液降解率达到76%,紫外光照射20min后,亚甲基蓝溶液降解率可达91%.

关键词：直写成型 TiO2 光降解

基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器设计

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农业工程学报 2013年第7期29卷 36-43页

作者：蔡坤岳学军洪添胜徐兴黄双萍华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点试验室广州510642 国家柑橘产业技术体系机械研究室广州510642 华南农业大学工程学院广州510642 南昆士兰大学工程与测绘学院

土壤中的水分影响土壤养分的溶解、转移和微生物的活动,是作物赖以生存的基本要素。土壤含水率的快速准确监测对于农业生产具有重要意义。该文设计了一种基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器。不同含水率的土壤的介电常数的变化会导... 详细信息

土壤中的水分影响土壤养分的溶解、转移和微生物的活动,是作物赖以生存的基本要素。土壤含水率的快速准确监测对于农业生产具有重要意义。该文设计了一种基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器。不同含水率的土壤的介电常数的变化会导致RC电路网络的相频特性的变化。传感器通过感知这种变化进而确定土壤含水率。此外,针对RC网络电路元件参数和工作频率选择的问题,该文采用最优化方法求解从而使传感器在量程范围内具有最佳的灵敏度。其中最优的工作频率为f*=1.9412×108Hz,最优的串联电阻R*=13.1Ω。试验表明,该传感器对砖红壤土含水率的预测模型的决定系数R2为0.9889,实际预测误差≤4.58%。

关键词：传感器设计土壤含水率 RC网络相频特性