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地球物理学进展 2018年第3期33卷 916-922页

作者：高略全海燕昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

重力固体潮信号是一种多谐波的混合信号,为了提取其中所包含的地震前兆异常信息.本文结合重力固体潮的产生机制,建立了一种重力固体潮正交分解模型.在此基础上,利用独立分量分析算法实现重力固体潮信号的加性分解,然后针对独立分量中的... 详细信息

重力固体潮信号是一种多谐波的混合信号,为了提取其中所包含的地震前兆异常信息.本文结合重力固体潮的产生机制,建立了一种重力固体潮正交分解模型.在此基础上,利用独立分量分析算法实现重力固体潮信号的加性分解,然后针对独立分量中的调制关系,利用谱相关方法对其进行乘性解调.从而,完整地提取出了重力固体潮信号中丰富的潮汐谐波信息.进一步,引入理论计算值作为实际测量值的参考背景,在独立分量中凸显出原重力固体潮信号中的异常变化特征.通过对云南地区的实际震例研究表明,重力固体潮独立分量的异常特征与地震事件的时序存在密切的相关性.在地震发生前的1~5个月内,对应于重力固体潮信号长周期谐波系的独立分量在时域波形和循环相关谱方面均有明显的异常变化,而且普遍存在,充分反映了这一异常变化与地震前地壳内部能量的变化有关,很有可能就是重力固体潮信号中隐含的地震前兆信息.

关键词：重力固体潮正交分解模型独立分量分析(ICA) 谱相关地震前兆信息

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基于一种单纯形邻域与多角色进化策略算法的重力固体潮信号独立成分分析

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地球物理学进展 2018年第4期33卷 1403-1409页

作者：全海燕高略昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500

在重力固体潮信号中,反映地球、太阳、月亮等天体相对运动的潮汐谐波是相互独立的.所以,在重力固体潮的谐波分析中,只有提取出谐波中的独立成分,才能与相应的天体潮汐谐波对应.据此,本文提出一个重力固体潮信号的分解模型.该模型描述地... 详细信息

在重力固体潮信号中,反映地球、太阳、月亮等天体相对运动的潮汐谐波是相互独立的.所以,在重力固体潮的谐波分析中,只有提取出谐波中的独立成分,才能与相应的天体潮汐谐波对应.据此,本文提出一个重力固体潮信号的分解模型.该模型描述地球自转产生的潮汐谐波与月球、太阳相对于地球轨道变化产生的潮汐谐波的正交分解关系.为了从信号处理的角度实现这一模型描述的正交分解关系,本文提出了一种基于单纯形邻域与多角色进化策略的智能优化算法的独立成分分析方法,对重力固体潮信号进行独立成分分析,有效地从重力固体潮信号中提取出三个独立分量:一个为反映月球、太阳相对于地球轨道变化产生的长周期波系分量,一个为反映地球自转产生的日波系分量,一个为反映地球自转产生的半日波系分量.最终,从这些分解出的独立分量中进一步提取出具体谐波成分.

关键词：重力固体潮潮汐谐波正交分解模型独立元分析智能优化算法

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基于一种新智能优化算法与谱相关方法对重力固体潮的分析

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地震工程学报 2018年第3期40卷 535-541页

作者：高略全海燕昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

根据月球与太阳相对于地球位置的关系,建立一个三维正交分解模型来揭示重力固体潮中包含的谐波成分。在此基础上,提出一种基于单形邻域与多角色进化策略智能优化算法的独立分量分析方法,用以提高算法效率和全局寻优能力;并结合谱相关方... 详细信息

根据月球与太阳相对于地球位置的关系,建立一个三维正交分解模型来揭示重力固体潮中包含的谐波成分。在此基础上,提出一种基于单形邻域与多角色进化策略智能优化算法的独立分量分析方法,用以提高算法效率和全局寻优能力;并结合谱相关方法,对重力固体潮观测数据进行处理和分析,观察其频域和时域的变化。最后引入理论信号和理论计算值作为参考背景,以凸显其异常变化特征。研究表明,利用该方法可以有效地反映出重力固体潮潮汐的日波、半日波、长周期波等特征。同时,发现重力固体潮潮汐的异常变化中隐含有地震前兆信息,通过对云南地区观测数据的分析,在排除测量误差和环境影响外,发现在地震前2~5个月内,重力固体潮的长周期波均呈现出规律性的异常变化。这反映出地震的前兆异常信息,可能对地震时间和地点的预测提供依据。

关键词：重力固体潮正交分解模型智能优化算法谱相关

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重力固体潮信号独立分量提取及地震前兆信息分析

重力固体潮信号独立分量提取及地震前兆信息分析

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作者：唐小亮昆明理工大学

学位级别：硕士

重力固体潮是地球在日月引力及地球自转共同作用下,产生的有规律的、周期的潮汐现象,是唯一能够计算出的物理现象[1]。固体潮信号中蕴含着丰富的地球物理信息,在大地测量学、天文学、地球物理学以及地震学的研究中有着广泛的应用。近年... 详细信息

重力固体潮是地球在日月引力及地球自转共同作用下,产生的有规律的、周期的潮汐现象,是唯一能够计算出的物理现象[1]。固体潮信号中蕴含着丰富的地球物理信息,在大地测量学、天文学、地球物理学以及地震学的研究中有着广泛的应用。近年来,固体潮与地震关系的研究有了飞速的发展。本文诣在对重力固体潮信号中蕴含的地震前兆信息进行提取、分析。重力固体潮信号由多路相互独立的潮汐谐波构成,将各独立谐波按照重力固体潮信号的产生机制提取出来。在各路谐波中进行分析,会减少混合信号中相互抵消的影响,能够得到更好的效果。利用盲信号处理方法的独立分量分析(ICA)法对重力固体潮信号的谐波分量进行分解、提取。对经典的ICA算法研究,将其与智能优化算法相结合,克服了原有ICA算法的一些缺点,得到了改进的独立分量分析分析方法。本文使用的是搜索速度快、程序简洁的遗传算法作为优化算法,构成基于遗传算法的独立成分分析算法GA-ICA算法。我们希望通过各谐波分量,来分析重力固体潮信号的。在总结前人的成果的基础上,本文将使用了一种三维正交模型,该模型是以重力固体潮信号产生机制为基础的,将重力固体潮信号产生的主要影响因素地球自转、月球和太阳引潮力分别分解到三个相互正交的方向上,利用此模型分析提取出的谐波分量中分别含有哪些影响因素。最后,先通过上述的基于遗传算法的独立分量分析方法及三维正交分析模型对利用算法获取重力固体潮信号的通过封闭公式计算得来的理论值信号进行独立分离提取,并且正确、有效地从中提取出主要的分量信息:长周期波、半日波、日波。将得出的独立分量信息与天体潮汐效应对应起来,检验了上述方法及分析模型的可行性、有效性。再加入实测信号进行实验,并对各分量中地震前兆信息进行分析整理。

关键词：正交分解模型独立分量分析遗传算法重力固体潮地震前兆

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基于二维磁特性测量技术的电工钢片损耗特性研究

基于二维磁特性测量技术的电工钢片损耗特性研究

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作者：曹政沈阳工业大学

学位级别：硕士

实际工况下电机定子铁心中同时存在交变磁场和旋转磁场,而由旋转磁通引起的损耗要大于交变磁通引起的损耗。由于缺少电工钢片旋转损耗特性的测量数据,在铁心损耗的计算中通常采用近似公式估算旋转损耗,带来一定的计算误差,这一弊端在电... 详细信息

实际工况下电机定子铁心中同时存在交变磁场和旋转磁场,而由旋转磁通引起的损耗要大于交变磁通引起的损耗。由于缺少电工钢片旋转损耗特性的测量数据,在铁心损耗的计算中通常采用近似公式估算旋转损耗,带来一定的计算误差,这一弊端在电气设备的分析设计,特别是在特大容量发电机、变压器等重大电工装备的研发设计中体现得更为突出。本文利用一台先进的电工钢片旋转磁特性测试系统,测量分析了不同磁化条件下电工钢片的磁滞特性和损耗特性,在此基础上对传统的损耗旋转椭圆模型和正交分解模型进行了改进,通过实验测试对比分析了不同损耗模型的计算精度。具体研究内容如下:首先,使用二维磁特性测量设备测量了标准磁化下(包括交变磁化和旋转磁化)无取向电工钢片在一个磁化周期内的磁通密度和磁场强度波形,分析了不同磁化轨迹对电工钢片磁滞回环及比损耗的影响,建立了标准磁化条件下电工钢片旋转损耗数据库。其次,通过学习几种典型的考虑旋转损耗的计算模型,分析对比了这些模型的优缺点,并基于测量数据讨论了传统旋转椭圆模型和正交分解模型存在的计算误差,通过引入误差项提出了两个改进的损耗计算模型,进一步地给出了非标准磁化下(指磁通密度波形含有谐波分量)电工钢片损耗计算方法。再次,为了验证所提出损耗计算模型的准确性,通过二维磁特性测量设备生成了一个非标准旋转磁场,测量了电工钢片的比损耗值,应用改进前后的旋转椭圆模型和正交分解模型计算了该磁化情况的损耗值,通过计算值与实验值的对比,验证了改进后损耗计算模型具有更高的准确性。最后,设计并制作了环形铁心磁场测试实验模型,测量得到了典型位置磁通密度波形数据,通过傅立叶分析,将分解后的波形数据应用于改进前后的旋转椭圆和正交分解损耗模型计算公式中,对比分析了上述损耗模型计算结果。

关键词：旋转磁特性损耗计算旋转椭圆模型正交分解模型环形铁心

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基于多倍体的遗传算法在重力固体潮信号分析中应用

基于多倍体的遗传算法在重力固体潮信号分析中应用

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作者：曹辛鑫昆明理工大学

学位级别：硕士

重力固体潮信号的研究可应用于众多领域,尤其对地震前兆异常分析极为有用。重力固体潮信号中蕴含着反映地球与月亮、太阳等天体之间相对位置变化的潮汐谐波,而这些潮汐谐波都是相互独立的。所以,要想从重力固体潮中得到有用的地球物理信... 详细信息

重力固体潮信号的研究可应用于众多领域,尤其对地震前兆异常分析极为有用。重力固体潮信号中蕴含着反映地球与月亮、太阳等天体之间相对位置变化的潮汐谐波,而这些潮汐谐波都是相互独立的。所以,要想从重力固体潮中得到有用的地球物理信息,就要提取出各个谐波独立成分,才能与天体潮汐效应相对应,并加以利用。为了更好的分析重力固体潮信号,本文介绍了一种重力固体潮信号的分解模型。该模型将地球自转产生的潮汐波以及月球、太阳相对于地球轨道变化产生的潮汐波分解到正交空间的三个方向上。利用信号处理的方法对重力固体潮信号进行处理,可实现这一模型描述的正交分解关系。由于重力固体潮信号是一个多谐波的混合信号,因此,本文采用独立分量分析的方法(ICA)来处理重力固体潮信号,实现重力固体潮信号的分解。通过研究原有ICA算法,将智能优化算法融入,形成一种改进的独立分量分析方法,基于改进遗传算法的独立分量分析。针对经典遗传算法的早熟及精度问题,在交叉及搜索、保存策略上进行了改善,提出了一种基于随机基因实数交叉与多倍体策略的遗传算法。经过测试函数对该算法优化效果的检测后,将该智能优化算法与独立分量分析算法相融合,并通过仿真实验检验了其有效性。最后,利用该基于改进遗传算法的独立分量分析方法,对重力固体潮信号进行分解,有效地从中提取出三个独立分量：半日波系、日波系及长周期波系分量,并与天体潮汐效应一一对应。进而从这些独立分量中提取出具体的各个谐波成分。为进一步验证,将该算法应用于特殊的实测信号中。

关键词：正交分解模型独立分量分析遗传算法重力固体潮

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