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基于多普勒深度学习检测的信号同目标匹配技术研究

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基于多普勒深度学习检测的信号同目标匹配技术研究

作者：武仕林西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的发展,其所带来的变化一方面是成倍的通信设备数量可以在一定范围内共存,而另一方面,对于单一设备,其可以同时发射不同工作频率的信号,从而导致监测平台接收存储的数据量愈发庞大,即在接收的数据中包含了不同目标在不... 详细信息

随着无线通信技术的发展,其所带来的变化一方面是成倍的通信设备数量可以在一定范围内共存,而另一方面,对于单一设备,其可以同时发射不同工作频率的信号,从而导致监测平台接收存储的数据量愈发庞大,即在接收的数据中包含了不同目标在不同工作频率下的信号。然而对于监测方来说,无法区分这些信号来自哪些目标,若是直接利用这些信号进行目标的跟踪、定位,将会产生庞大的冗余计算,耗费人力物力。如果可以从海量的信号数据中找寻一种方法,能将信号按照被监测目标进行分类,仅针对单个目标上的信号进行处理,进而降低信号的处理规模。经研究发现,在对目标的监测过程中,由于监测平台与被监测目标之间产生了相对运动,导致监测端的信号频谱带有多普勒频偏,又因为同目标上的不同信号在同一监测平台内的多普勒频偏变化量具有一致性,所以通过对比不同信号之间的多普勒变化信息,可以判断信号是否属于同一目标。如果想要实现多普勒信息的对比,就需要对此类信号进行检测,但目前的信号检测算法只能捕捉到信号分布的粗略位置,并不能够描述更为精细的信号分布信息。针对现有信号检测技术的局限性,本文提出一种基于深度学习语义分割的信号检测算法,可以检测到信号在频谱瀑布图内像素级别的时频分布信息。通过信号检测算法捕捉到信号的多普勒频偏信息,该信息表征在瀑布图内的二维形状上,然后提出一种基于多普勒的信号同目标匹配方法,通过比较瀑布图内信号的形状相似性判断信号是否来自同一目标。本文的具体研究工作如下:(1)提出一种基于多普勒深度学习语义分割的信号检测算法。首先阐述了多普勒场景的构建背景,针对该场景仿真生成多普勒信号,使用此仿真数据制作多普勒信号频谱瀑布图数据集,然后通过深度学习语义分割网络来提取瀑布图中多普勒信号的语义特征,并优化改进深度学习语义分割网络,最后使用语义分割网络模型来检测多普勒信号的时频信息。本文通过仿真不同信噪比下的多普勒信号数据,验证了本算法的检测性能。(2)提出一种基于多普勒的信号同目标匹配方法。首先分析了同目标上信号的多普勒频偏变化特性以及影响其变化大小的因素,然后对经过信号检测算法处理后得到的多普勒信号频谱瀑布图数据进行带宽、频率适配预处理,使得同一目标上的信号处于同一匹配环境。根据多普勒信号形状特征提取方法,将两个信号形状特征进行匹配并计算两个形状之间的相似度,然后依据相似度大小来判断信号是否来自同一目标平台。考虑到多普勒信号在瀑布图上的分布不具有旋转性,通过将两个形状轮廓点集按照采样顺序一一对应匹配,替代动态规划算法的匹配方式,达到缩短算法匹配时间的目的。本研究针对采样时间较短导致信号多普勒信息表征不明显的情况,提出基于时间序列的同目标匹配方法,通过统计不同采样时间的匹配结果,判断两信号是否来自同一目标平台,避免单次形状匹配结果存在的偶然性。本文通过仿真不同信噪比下的多普勒信号数据,验证了信号同目标匹配算法的匹配性能。

关键词：语义分割信号检测形状匹配瀑布图多普勒

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基于倒双谱的套管井声学评价系统特性辨识

应用声学 2005年第4期24卷 250-254页

作者：闫向宏张亚萍乔文孝石油大学应用物理系山东东营257061 石油大学资源与信息学院北京102200

将发射探头(T)、接收探头(R)和TR之间介质视为套管井声学评价系统的组成部分,由套管井声波测井响应,采用倒双谱技术辨识该声学系统的冲激响应,计算得到了该声学系统的特性曲线(冲激响应曲线)。当T、R同时位于自由套管区域时,声学系统特... 详细信息

将发射探头(T)、接收探头(R)和TR之间介质视为套管井声学评价系统的组成部分,由套管井声波测井响应,采用倒双谱技术辨识该声学系统的冲激响应,计算得到了该声学系统的特性曲线(冲激响应曲线)。当T、R同时位于自由套管区域时,声学系统特性曲线幅度最高,并且曲线的两端和中心点附近都有比较大的起伏;当T、R同时位于水泥完全胶结区域时,特性曲线幅度最低且比较平坦;随着T、R间窜槽面积的增大,特性曲线幅度逐渐增加并且中心点附近幅度的增加比较明显。通过对该声学系统特性的辨识,从冲激响应曲线瀑布图中可直观反映出套管井水泥胶结的质量。该方法对丰富、完善声波水泥胶结测井资料解释工作具有重要参考价值。

关键词：评价系统套管井特性辨识特性曲线双谱声学系统测井资料解释响应曲线水泥胶结组成部分测井响应冲激响应系统特性参考价值中心点幅度谱技术瀑布图探头声波

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NN公司OEE系统导入与应用的研究

NN公司OEE系统导入与应用的研究

作者：周丽萍天津大学

学位级别：硕士

近年来,在国家对高新技术产业的大力支持下,生物制药产业得到了巨大的发展。但随着生物药品市场需求的迅猛增长,以及发改委对药品降价令的多次发布,使得生物制药企业之间的竞争日益激烈。如何充分利用现有的生产资源,来提高生产能力、... 详细信息

近年来,在国家对高新技术产业的大力支持下,生物制药产业得到了巨大的发展。但随着生物药品市场需求的迅猛增长,以及发改委对药品降价令的多次发布,使得生物制药企业之间的竞争日益激烈。如何充分利用现有的生产资源,来提高生产能力、降低生产成本,已成为管理者研究和探讨的重要课题之一。设备综合效率(Overall Equipment Efficiency,OEE)是一个简单而有效的分析工具,它为企业生产效率的提高提供了方向,现已被制造业广泛地应用。本文首先对OEE的产生背景、定义及组成部分、计算公式等进行研究,并给出了制造业普遍存在的六大损失及其对OEE的影响。然后以NN公司笔芯胰岛素包装生产线为例,采用OEE的方法对设备运行状况进行了分析。通过对包装生产线OEE瀑布图的分析,找到了影响设备综合效率的主要停机因素。随后重点针对这些主要停机因素,借助3C/A3报告、MAAR循环、作业者工程分析法等多种系统工具对如何降低设备停机时间进行了深入的研究,并形成标准化的流程和文件。采用OEE的理论并实施改进后,包装生产线的设备综合效率从最初的59.5%提升到66.7%。,年生产能力也得到较大幅度地提高。在效率提升的同时,公司又全面推行了TPM(Total Productive Maintenance)活动,为成果的巩固及持续不断的改进奠定了良好的基础。本文的研究表明,运用OEE的设备评价方法进行分析与改善,可以有效地提升企业的设备管理水平,并带动了产能的提升,对企业的生产管理具有深远的意义。

关键词：设备综合效率产能提升全面生产维护瀑布图持续改进

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基于VMD的转子裂纹故障诊断方法研究

基于VMD的转子裂纹故障诊断方法研究

作者：焦博隆桂林理工大学

学位级别：硕士

旋转机械是现代化工业应用最为广泛的一类机械设备,转子作为旋转机械的核心部件在多变工况下容易产生裂纹故障。在国内外已发生了多起因转子裂纹故障导致的灾难性事故,造成了巨大的经济损失。因此研究裂纹转子故障诊断方法有着重要的意... 详细信息

旋转机械是现代化工业应用最为广泛的一类机械设备,转子作为旋转机械的核心部件在多变工况下容易产生裂纹故障。在国内外已发生了多起因转子裂纹故障导致的灾难性事故,造成了巨大的经济损失。因此研究裂纹转子故障诊断方法有着重要的意义。本文针对裂纹转子振动位移信号不平稳、非线性,故障特征难提取,且在故障初期缺少对样本的收集与整理,提出基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition VMD)和AR(Auto Regressive)模型相结合诊断转子裂纹故障的方法。本文的主要研究内容有:1.裂纹通过在转子上激光切割出横向裂缝来模拟,采用东华测试DHRMT转子实验台进行了裂纹转子的振动检测实验,通过与正常转子的振动信号对比和分析,观察到裂纹转子的振动信号中出现了1倍频、2倍频、3倍频等谐波成分,而正常转子的振动信号中表现出1倍频成分并伴有较小幅值的2倍频成分,其原因是转子存在一定的弯曲变形,但在实验允许误差范围内。2.阐述了变分模态分解的基本原理,通过对多模态信号,冲击信号,间断信号和调幅调频信号的仿真分析,发现变分模态分解(VMD)在抗冲击和抗多模态混叠等方面均优于经验模态分解(EMD),实验进一步验证了变分模态分解在处理裂纹转子振动位移信号的优势。3.提出一种基于VMD和AR模型的转子裂纹故障诊断方法,将变分模态分解(VMD)作为建立AR模型的预处理过程,得到模型之后确定模型参数和残差的方差并将之作为状态特征向量,然后通过比较特征向量之间的马氏距离来实现裂纹故障诊断。最后通过实验数据的分析,验证了基于变分模态分解和AR模型诊断转子裂纹故障方法的可行性。

关键词：裂纹转子瀑布图变分模态分解 AR模型故障诊断

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数字示波器时频分析的功能设计与实现

数字示波器时频分析的功能设计与实现

作者：黄川电子科技大学

学位级别：硕士

长期以来,示波器一直以专一的时域观测功能为众多科研人员熟知。随着电子信息行业的快速发展,模拟示波器向数字示波器的发展转变,不仅带来了如测量精度、波形捕获率等各项指标的提升,也为示波器集成各种高级功能提供了多种可能性。本课... 详细信息

长期以来,示波器一直以专一的时域观测功能为众多科研人员熟知。随着电子信息行业的快速发展,模拟示波器向数字示波器的发展转变,不仅带来了如测量精度、波形捕获率等各项指标的提升,也为示波器集成各种高级功能提供了多种可能性。本课题在基于数字存储示波器平台上,增加了时频分析的功能,把示波器从原来单一的时域观测仪器变成了集成时域、频域、时频联合域多维度的观测仪器。由于示波器在硬件前端的采集模块依然只有时域数据的采集能力,实现频域和时频联合域的分析功能只能通过算法对时域的采样数据进行处理然后转换为在频域和时频联合域的数据。本文基于20GSa/s采样率的数字存储示波器的软硬件平台,对时频分析功能进行了功能设计与实现。具体涉及内容如下:1、频域分析:利用快速傅里叶变换算法将时域的采样数据转换为频域的分析数据。基于数字下变频技术对快速傅里叶变换算法进行优化,提高频率分辨率。频域光标功能的实现。对数坐标和线性坐标轴的实现。2、时频分析算法的实现:短时傅里叶变换和小波变换关于时频分辨率的分析。利用多线程技术对软件功能进行设计和优化。利用MATLAB与C#混编技术实现短时傅里叶变换和小波变换的算法。根据短时傅里叶变换、小波变换的数字特征以及时域采样的特性设置频率档位和时域的时基档位。3、界面显示和控制功能:瀑布图和三维概率图的功能设计与实现,包含颜色库的管理和映射,瀑布图和三维概率图分别对应的光标功能以及图形绘制的效率优化。软件响应机制的优化。本课题采用面向对象的思想在.NET平台下对上述的各个功能模块进行程序编写和调试,实现了数字示波器的时频分析功能,并对以上功能进行测试和验证。在最终的测试中,各个模块功均能正确稳定的运行。

关键词： FFT 数字下变频短时傅里叶变换小波变换瀑布图三维概率图

基于机器学习的铁路无线通信系统干扰识别研究

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基于机器学习的铁路无线通信系统干扰识别研究

作者：张志满西南交通大学

学位级别：硕士

GSM-R(Global System for Mobile Communications–Railway,铁路数字移动通信系统)系统作为目前最常用的铁路无线通信系统,是铁路运输的重要组成部分。为保证GSM-R系统安全稳定运行,快速准确的识别干扰至关重要。为此本文基于机器学习对... 详细信息

GSM-R(Global System for Mobile Communications–Railway,铁路数字移动通信系统)系统作为目前最常用的铁路无线通信系统,是铁路运输的重要组成部分。为保证GSM-R系统安全稳定运行,快速准确的识别干扰至关重要。为此本文基于机器学习对GSM-R系统中干扰信号类型的识别问题进行研究。本文基于成灌快速铁路沿线小型固定站采集的GSM-R信号,结合USRP(Universal Software Radio Peripheral,通用软件无线电外设)制作单音干扰、多音干扰等九种干扰类型的数据集,提取最大值、偏度、波形因子等七种特征。利用决策树、OVO SVM(One Versus One Support Vector Machine,一对一的支持向量机)和OVR SVM(One Versus Rest SVM,一对多的支持向量机)算法建立干扰识别模型,结果表明OVO SVM算法具有最高的识别准确率,但识别时间复杂度较高。为解决该问题,本文利用DT SVM(Decision Tree SVM,决策树SVM)算法建立干扰识别模型,结果表明该算法识别时间复杂度明显降低。但该算法在建立决策树时未考虑样本的离散程度,识别准确率不高。本文利用考虑离散程度的欧氏距离对其进行改进,结果表明改进后的算法识别准确率与OVO SVM算法相同。由于DT SVM算法建立的决策树是偏二叉树,其深度较高,为此本文提出CBT SVM(Complete Binary Tree SVM,完全二叉树SVM)算法,结果表明该算法识别准确率最高且识别时间复杂度最低。CBT SVM算法在铁路无线通信系统干扰识别方面具有显著优势。由于功率谱数据无法实现对频率动态变化干扰信号的识别,本文利用瀑布图对该类干扰识别问题进行研究。制作跳频干扰、扫频干扰等九种干扰类型的瀑布图数据集,利用HOG(Histogram of Oriented Gradient,方向梯度直方图)提取特征,建立基于HOG-OVO SVM和HOG-CBT SVM算法的干扰识别模型。由于特征数据维度较高导致识别时间复杂度较高,本文利用PCA(Principal Components Analysis,主成分分析)进行降维,并建立干扰识别模型。结果表明,HOG-PCA-CBT SVM算法在保持识别准确率不变的前提下,识别时间复杂度相对于HOG-CBT SVM和HOG-OVO SVM算法显著降低,该算法在基于瀑布图的干扰识别方面具有显著优势。

关键词： GSM-R 干扰识别 SVM多分类算法完全二叉树瀑布图 HOG

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读方孝孺《吊李白》

文史知识 2001年第10期 69-71页

作者：房日晰房向莉西北大学中文系西北大学中文系

方孝孺文比苏轼,而不以诗名。其集《逊志斋集》24卷,有诗两卷,存诗380首。历代选家未见选《吊李白》,然《吊李白》的是他的上乘之作。除《吊李白》外,他尚有《题李白观瀑布图》、《题李白对月饮图》,以及《李太白赞》。这些诗文,都是笔... 详细信息

方孝孺文比苏轼,而不以诗名。其集《逊志斋集》24卷,有诗两卷,存诗380首。历代选家未见选《吊李白》,然《吊李白》的是他的上乘之作。除《吊李白》外,他尚有《题李白观瀑布图》、《题李白对月饮图》,以及《李太白赞》。这些诗文,都是笔饱墨酣之作,可见他对李白情有独钟。就以《吊李白》而言,在古代诗人赞颂李白的诗中,也是佼佼者。王琦《李太白全集》附录三、四两卷。

关键词：李白方孝孺上乘之作古代诗人瀑布图民间传说高力士苏轼太白统治阶级

画水源流与技法(二)──第二章　画水之沿革

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美术向导 1997年第5期 7-13页

作者：王春立王学龄

画水源流与技法（二）第二章画水之沿革王春立王学龄自盛唐至两宋，山水画进入鼎盛时期，涌现了许多画水名家、名作，也几乎完备了传统画水的所有技法。宋末以降，画水名作寥寥。直到近百年来，因西学东渐，在画面中融进了以黑白灰、点... 详细信息

画水源流与技法（二）第二章画水之沿革王春立王学龄自盛唐至两宋，山水画进入鼎盛时期，涌现了许多画水名家、名作，也几乎完备了传统画水的所有技法。宋末以降，画水名作寥寥。直到近百年来，因西学东渐，在画面中融进了以黑白灰、点线面构成统一“调子”的绘画观念，画...

关键词：《图画见闻志》山水画《历代名画记》北京故宫水源绘画史瀑布图傅抱石博物院《山水》

基于时延波束形成与短时倒谱算法的目标通过特性分析

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声学与电子工程 2018年第2期 27-33页

作者：杨普陈励军东南大学信息科学与工程学院南京210096

为了从水听器测量的运动目标辐射噪声中判断目标特征与环境特征,用双密排圆柱阵测量目标辐射噪声并作时延波束形成。根据波束输出信号的时频历程图选取部分线谱作窄带滤波得到线谱的时域通过特性,并对预期之外的正横位置附近波动现象进... 详细信息

为了从水听器测量的运动目标辐射噪声中判断目标特征与环境特征,用双密排圆柱阵测量目标辐射噪声并作时延波束形成。根据波束输出信号的时频历程图选取部分线谱作窄带滤波得到线谱的时域通过特性,并对预期之外的正横位置附近波动现象进行分析。通过基于声场几何模型的仿真验证,判断出该现象与目标运动过程中的多径干涉无关。对波束输出信号作倒谱历程图并进行仿真验证,从实测辐射噪声的倒谱历程图中提取了多径信道时延随目标运动的时变特性,以及目标船螺旋桨旋转的频率特性。

关键词：通过特性波束形成短时傅里叶变换倒谱瀑布图多径效应