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基于D-ELM的矿井气体FTIR光谱定量分析

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应用光学 2016年第5期37卷 725-729页

作者：沈永郭天太孔明赵军沈海栋中国计量学院计量测试工程学院浙江省杭州市310018

为了对D-ELM的矿井气体定量分析效果进行比较和分析,建立了3种矿井气体定量分析模型,分别是SVM模型、极限学习机(ELM)模型和动态极限学习机(D-ELM)模型。由于每个模型每次预测结果在一定范围内变化,所以取每个模型运行10次预测结果平均... 详细信息

为了对D-ELM的矿井气体定量分析效果进行比较和分析,建立了3种矿井气体定量分析模型,分别是SVM模型、极限学习机(ELM)模型和动态极限学习机(D-ELM)模型。由于每个模型每次预测结果在一定范围内变化,所以取每个模型运行10次预测结果平均均方根误差(ARMSE)、平均相关系数(AR)、平均模型运行时间(AT)来评价各模型对气体定量分析的性能。PSO-SVM模型的结果为:[0.054 2,0.998,200.38];ELM模型的结果为:[1.042 1,0.989 4,0.26];D-ELM模型结果为:[0.043 8,1,2.01]。综合预测精度和预测速度表明,DELM模型要优于另外2种模型。

关键词： D-ELM 定量分析红外光谱 PSO-SVM 矿井气体

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图像能量与对比度的霾检测算法

红外与激光工程 2018年第8期47卷 354-359页

作者：孔明杨天琪单良郭天太王道档徐良中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

针对目前霾检测方法实时性差且成本较高的问题,提出一种基于图像能量与对比度的霾检测方法。首先,对CMOS相机拍摄的图像进行预处理。由于相机受外界影响会出现轻微摆动,故需对图像进行配准;其次,在图像的关键区域中获取目标与水平天空... 详细信息

针对目前霾检测方法实时性差且成本较高的问题,提出一种基于图像能量与对比度的霾检测方法。首先,对CMOS相机拍摄的图像进行预处理。由于相机受外界影响会出现轻微摆动,故需对图像进行配准;其次,在图像的关键区域中获取目标与水平天空背景的对比度和图像能量两个特征向量;再次,将对比度、图像能量、环境湿度作为输入,将激光粒子计数器测得的实时PM10浓度作为输出,进行支持向量回归训练,建立图像和PM10浓度间的关系模型;最后,根据得到的模型计算待测图像所对应的PM10浓度。将该方法检测的PM10浓度与激光粒子计数器测得浓度值进行对比,实验表明该方法检测结果的平均相对误差在10%以内,MSE为0.006 2,表明预测值与真值拟合程度较好,模型检测的精度较高。在此基础上增加训练样本可进一步提高模型精度。此外,该方法可针对不同待测环境建立相应的关系模型,具有较强的灵活性。

关键词：图像处理霾对比度 PM10 支持向量回归机

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改进蚁群算法粉煤灰粒径分布重建

化学工程 2018年第2期46卷 67-71页

作者：赵延军曲毅华北理工大学电气工程学院河北唐山063000

对基于差分进化蚁群算法的粉煤灰颗粒粒径反演算法进行了研究,提出了基于概率密度函数的连续域蚁群算法与差分进化算法融合的混合算法,以光全散射法为基础,采用3种单峰粒径分布函数验证了反演算法,并加入5%和10%随机噪声,将混合算法与... 详细信息

对基于差分进化蚁群算法的粉煤灰颗粒粒径反演算法进行了研究,提出了基于概率密度函数的连续域蚁群算法与差分进化算法融合的混合算法,以光全散射法为基础,采用3种单峰粒径分布函数验证了反演算法,并加入5%和10%随机噪声,将混合算法与概率密度蚁群算法所得数值进行比较。结果表明:该混合反演算法重建结果与原始分布误差较小,具有较高的可靠性和正确性,能够有效用于粉煤灰颗粒粒径在线测量,加入噪声后仍表现出良好稳定性;与连续域蚁群算法相比,该算法提高了迭代收敛速度,为粉煤灰的在线测量提供了理论基础。

关键词：粉煤灰颗粒差分进化算法蚁群算法粒径分布

基于改进的Chahine迭代算法的粒径分布反演

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红外与激光工程 2015年第9期44卷 2837-2843页

作者：曹丽霞赵军孔明单良郭天太中国计量学院计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量学院信息工程学院浙江杭州310018

反演算法的速度、精度及稳定性一直是颗粒测量领域中的研究重点。针对传统的Chahine迭代算法在反演过程中出现毛刺、伪峰及震荡等不稳定现象,将正则化理论与Chahine迭代算法相结合的改进算法用于颗粒粒径分布的重建。通过引入正则化理... 详细信息

反演算法的速度、精度及稳定性一直是颗粒测量领域中的研究重点。针对传统的Chahine迭代算法在反演过程中出现毛刺、伪峰及震荡等不稳定现象,将正则化理论与Chahine迭代算法相结合的改进算法用于颗粒粒径分布的重建。通过引入正则化理论建立新的线性方程,采用L曲线法确定正则化参数,再利用Chahine迭代算法求解该线性方程。仿真及实验结果表明:改进的算法解决了Chahine迭代算法的缺点,提高了反演结果的稳定性和平滑性。利用改进的算法实现国家标准颗粒的测量,其迭代15 000次所得中值粒径D50的相对误差在2%以内,用于描述分布曲线展宽的D10、D90的相对误差均在5%以内,且反演时间小于1 min,可满足颗粒粒径在线测量的需求。

关键词：反演 Chahine迭代算法稳定性正则化粒径分布

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用于三维测量的双路点衍射干涉系统

仪器仪表学报 2017年第9期38卷 2146-2153页

作者：王道档王志超赵军王朝孔明中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 浙江大学电气工程学院杭州310027

针对在仅有一个光纤对的单路点衍射三维测量系统中,存在平行于条纹的横向方向上测量精度低的问题,提出了用于三维测量的双路点衍射干涉系统。分析了点衍射波前误差、测量探头结构布局以及三维迭代重构算法对于三维测量精度的影响,在此... 详细信息

针对在仅有一个光纤对的单路点衍射三维测量系统中,存在平行于条纹的横向方向上测量精度低的问题,提出了用于三维测量的双路点衍射干涉系统。分析了点衍射波前误差、测量探头结构布局以及三维迭代重构算法对于三维测量精度的影响,在此基础上确定点衍射源结构以及探头结构布局等最优系统参数。实验结果显示,单路点衍射干涉三维测量系统在xy方向的精度分别为亚微米量级和微米量级,而双路点衍射干涉仪系统可在三维方向上同时达到亚微米量级,验证了所提出的双路点衍射干涉系统方案的可行性和准确性。所提出的双路点衍射干涉系统有效的实现高精度三维测量,为无导轨三维位移和尺寸等测量提供了一种可行方法。

关键词：三维测量双路点衍射干涉系统亚微米孔径光纤精度点衍射波前

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二维投影式光学传感器轴类零件测量研究

中国测试 2020年第1期46卷 24-28页

作者：郭天太陆屹立王雷周欢辉孔明赵军中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 浙江双鸿智能设备有限公司浙江台州317500

针对各种轴类零件的测量问题,提出一种二维投影式光学测量方案。利用二维投影式光学传感器发射的平行LED光照射到物体表面,在物体后方形成与待测物体等大小的阴影。传感器使用二维CMOS对阴影进行捕捉后对其进行图像处理,得到测量数据,... 详细信息

针对各种轴类零件的测量问题,提出一种二维投影式光学测量方案。利用二维投影式光学传感器发射的平行LED光照射到物体表面,在物体后方形成与待测物体等大小的阴影。传感器使用二维CMOS对阴影进行捕捉后对其进行图像处理,得到测量数据,并对测量数据进行分析,得出测量结论。对试验的待测件进行测量后与其标准值进行对比,最大误差在0.01 mm以内,最大重复性在0.02 mm以内,判断准确率达99.8%,同时检测单个待测件用时少于10 s。该方法能够实现多尺寸同时测量,有效提高轴类零件测量速度,再配合机械手与传动机构,实现生产现场非接触在线测量,同时有效防止测量过程损伤零件。

关键词：二维光学传感器在线检测多尺寸同时测量轴类零件

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基于BPNN的双弯管法煤粉质量流量测量

热力发电 2018年第2期47卷 92-96页

作者：赵延军张旭黄晓飞华北理工大学电气工程学院河北唐山063210

煤粉质量流量是气力输送煤粉中的一个重要参数,对燃煤热力发电具有重要意义。本文在双弯管法测量的基础上建立了新的数学测量模型,并在煤粉输送实验平台上得到了大量的实验数据。利用人工神经网络强大的非线性逼近能力,在新数学模型下... 详细信息

煤粉质量流量是气力输送煤粉中的一个重要参数,对燃煤热力发电具有重要意义。本文在双弯管法测量的基础上建立了新的数学测量模型,并在煤粉输送实验平台上得到了大量的实验数据。利用人工神经网络强大的非线性逼近能力,在新数学模型下建立了BP神经网络(BPNN)。结果表明,利用BPNN能很好地实现双弯管法煤粉质量流量在线测量,相对误差最大不超过7%,是新的数学模型下的一种很好的测量方法。

关键词：气固两相流煤粉质量流量双弯管法数学模型 BPNN

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基于ARM的火焰温度图像测量系统

中国测试 2018年第7期44卷 88-92,104页

作者：孔明杨明郭天太赵军中国计量大学浙江杭州310018

火焰温度是燃烧过程的重要指标。为实现火焰温度的实时动态测量,设计一套基于ARM的火焰温度图像测量系统,其中包括图像采集与处理电路,并在此基础上开发相关软件,可实现火焰图像的采集、图像的预处理分析,最终获得二维火焰图像温度分布... 详细信息

火焰温度是燃烧过程的重要指标。为实现火焰温度的实时动态测量,设计一套基于ARM的火焰温度图像测量系统,其中包括图像采集与处理电路,并在此基础上开发相关软件,可实现火焰图像的采集、图像的预处理分析,最终获得二维火焰图像温度分布、最高温度、平均温度等参数,并可以在自带触摸屏上实现人机交互。为提高系统测量精度,在该系统中加入一套双光路成像系统,从而使每条光路实现单波长的光能成像。实验结果表明:该系统能实时准确地进行二维火焰温度的测量,采样频率最高30张/s,同时系统具有稳定性好、功耗和成本低等优点,可以大量应用到各类对温度监测响应要求较快的火焰监控现场。

关键词：火焰温度分布 ARM 双色测温法图像采集光路

改进的LMS算法在光全散射法粒度反演中的应用

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光学技术 2015年第6期41卷 481-484页

作者：孔明杨瑶赵军曹丽霞中国计量学院计量测试工程学院浙江杭州310018

在光全散射法颗粒粒度测量中,正确地选择以及使用反演算法是非常关键的。首先介绍了光全散射法的基本原理,然后提出了一种基于非负PT直接算法的改进的LMS迭代算法,最后将改进的LMS迭代算法应用到光全散射颗粒粒度分布函数的求解中。对... 详细信息

在光全散射法颗粒粒度测量中,正确地选择以及使用反演算法是非常关键的。首先介绍了光全散射法的基本原理,然后提出了一种基于非负PT直接算法的改进的LMS迭代算法,最后将改进的LMS迭代算法应用到光全散射颗粒粒度分布函数的求解中。对理想状态和加噪状态分别采用传统的LMS迭代算法和改进的LMS迭代算法进行求解,通过对比单峰分布颗粒粒度和双峰分布颗粒粒度的实验结果,改进后的LMS迭代算法使粒度相对误差均减少了4%左右,整个运行时间小于3s,不仅提高了LMS算法的运算时间、收敛速度和稳定性,而且还解决了LMS算法中初始值对结果的影响。

关键词：光全散射法粒度测试反演算法