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复合抛物面集热器光学模拟

太阳能学报 2017年第9期38卷 2448-2453页

作者：苏中元顾晟彦王军张耀明东南大学能源与环境学院江苏省太阳能技术重点实验室南京210096 东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 江苏省地质矿产调查研究所南京210008

针对复合抛物面集热器,根据结构建立光学效率模型,并采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的几何光学效率、反射比、吸收比进行数值模拟。在此基础上,针对复合抛物面集热器构建出以太阳辐照度、太阳光线入射角为参变量的光学效率模... 详细信息

针对复合抛物面集热器,根据结构建立光学效率模型,并采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的几何光学效率、反射比、吸收比进行数值模拟。在此基础上,针对复合抛物面集热器构建出以太阳辐照度、太阳光线入射角为参变量的光学效率模型,并根据计算的数据结果对集热器进行分析,得到复合抛物面集热器的光学效率与直射光所占比例、入射角的关系,光学效率随着光线入射角的变化趋势,改善材料性能可以提高集热器光学效率。

关键词：复合抛物面集热器光线追迹光学效率热效率

一种改进的CPSO-LSSVM软测量模型及其应用

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仪器仪表学报 2014年第1期35卷 234-240页

作者：乔宗良张蕾周建新司风琪徐治皋东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室南京210096 南京化工职业技术学院机械技术系南京210048

针对最小二乘支持向量机(LS-SVM)在处理大规模数据集的回归和分类问题时缺少支持向量所具有的稀疏性和难以确定最佳模型参数值的问题,提出一种改进算法,利用样本间马氏距离分析样本相似程度,剔除部分相关样本,对样本集进行约简,以恢复LS... 详细信息

针对最小二乘支持向量机(LS-SVM)在处理大规模数据集的回归和分类问题时缺少支持向量所具有的稀疏性和难以确定最佳模型参数值的问题,提出一种改进算法,利用样本间马氏距离分析样本相似程度,剔除部分相关样本,对样本集进行约简,以恢复LS-SVM的稀疏性,进而利用具有较强全局搜索能力的混沌粒子群优化算法(CPSO)对LS-SVM建模过程中的模型参数进行优化选择,以提高模型的拟合精度和泛化能力。将提出的改进算法用于湿法脱硫系统浆液pH值的软测量建模,给出了应用该方法的具体步骤,研究结果表明,该算法取得了较高的建模精度和泛化能力,为pH值的在线实时监测提供了一个有效手段。

关键词：混沌粒子群优化马氏距离最小二乘支持向量机稀疏性 pH值软测量

基于自适应滤波的SINS/DVL组合导航系统

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华中科技大学学报（自然科学版） 2015年第3期43卷 95-99 106,106页

作者：徐晓苏潘永飞邹海军东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096 东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096

以水下运载体为研究对象,给出一种线性的捷联惯导系统(SINS)误差数学模型,根据多普勒测速仪(DVL)测速的误差特点建立其误差方程,并以捷联惯导系统为主导航设备建立SINS/DVL组合导航系统数学模型.考虑到DVL测速易受水中复杂环境的影响,将... 详细信息

以水下运载体为研究对象,给出一种线性的捷联惯导系统(SINS)误差数学模型,根据多普勒测速仪(DVL)测速的误差特点建立其误差方程,并以捷联惯导系统为主导航设备建立SINS/DVL组合导航系统数学模型.考虑到DVL测速易受水中复杂环境的影响,将Sage-Husa自适应滤波算法引入SINS/DVL组合导航系统.针对Sage-Husa自适应滤波器长时间滤波后自适应程度下降的问题,引入滤波收敛判据对其进行改进,以自适应调节噪声估计器对不同时刻信息利用的权值.仿真结果表明:该基于自适应滤波算法的SINS/DVL组合导航系统稳定性好,且具有较高的导航精度.

关键词：组合导航系统自适应滤波噪声估计器捷联惯导系统多普勒测速仪误差模型

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贝叶斯网络增强型多模型AUV组合导航算法

系统工程与电子技术 2015年第4期37卷 901-906页

作者：王磊程向红冉昌艳陈红梅胡杰东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096

针对复杂环境下自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)组合导航系统中存在噪声不确定或者易发生变化的情况,提出一种贝叶斯网络增强型交互式多模型(interactive multiple model filter based on Bayesian network,BN-IMM)滤波算法。该算法在多模型估计基础上,引入特征变量,并根据变量与系统模型之间存在的因果关系建立贝叶斯网络;利用贝叶斯网络参数修正多模型估计中的模型切换概率,能够降低多模型算法中真实模式识别对先验知识的依赖性。该算法能够解决交互式多模型(interactive multiple model,IMM)算法中模型转换存在滞后、模型概率易发生跳变等问题,增强多模型算法的自适应能力。以陀螺和加速度计的输出作为特征变量建立贝叶斯网络,对AUV组合导航系统进行仿真,结果表明所提出的BN-IMM算法相比于传统的IMM算法能够显著提高机动状态时模型转换速度和估计精度。

关键词：自主水下航行器组合导航多模型估计贝叶斯网络

基于小波神经网络的组合导航系统初始对准技术

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华南理工大学学报（自然科学版） 2010年第12期38卷 73-78,89页

作者：张涛徐晓苏东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096

针对SINS/GPS/MCP组合导航系统初始对准中GPS失锁时系统精度下降的问题,引入基于神经网络和小波技术的解决方案,将相关特征量经小波去噪后作为神经网络的训练样本.基于该方案建立了系统滤波模型,包括捷联惯性系统失准角、速度和位置误... 详细信息

针对SINS/GPS/MCP组合导航系统初始对准中GPS失锁时系统精度下降的问题,引入基于神经网络和小波技术的解决方案,将相关特征量经小波去噪后作为神经网络的训练样本.基于该方案建立了系统滤波模型,包括捷联惯性系统失准角、速度和位置误差方程以及速度航向匹配的状态方程和量测方程.为了验证该方案的有效性,分别对GPS失锁、加入神经网络修正和引入小波去噪技术3种情况进行了仿真,结果发现:神经网络修正可解决速度精度变差的问题;经小波去噪后对神经网络重新训练,各项指标都有所提高.可见,基于小波的神经网络方法可提高神经网络逼近模型的程度,进而提高对准精度.

关键词：组合导航初始对准神经网络小波分析

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基于改进型CKF的SINS初始对准方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2016年第1期44卷 81-86页

作者：徐晓苏田泽鑫刘义亭邹海军东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096

针对在晃动基座和大失准角下水下自主航行器(AUV)采用传统对准方法对准精度下降问题,建立捷联惯导系统(SINS)非线性对准模型,采用改进型CKF(ICKF)方法进行滤波,通过采用球面最简相径(SSR)规则选取CKF的容积点,在CKF的时间和量测更新方... 详细信息

针对在晃动基座和大失准角下水下自主航行器(AUV)采用传统对准方法对准精度下降问题,建立捷联惯导系统(SINS)非线性对准模型,采用改进型CKF(ICKF)方法进行滤波,通过采用球面最简相径(SSR)规则选取CKF的容积点,在CKF的时间和量测更新方程之中引入强跟踪滤波(STF)的渐消因子;在CKF的基础上引入高斯-牛顿迭代算法,提高晃动基座下大失准角SIN对准精度.仿真实验表明:该方法对准精度高、鲁棒性强,克服了模型不准确时滤波精度下降甚至发散的问题,更能满足初始对准的要求.

关键词：初始对准强跟踪滤波器非线性系统球面最简相经(SSR)规则容积卡尔曼滤波(CKF)

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基于横向地理坐标系的极区惯性导航方法研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第12期42卷 116-121页

作者：徐晓苏豆嫚东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096

针对极区经线收敛导致以真北向作为航向参考的导航算法失效问题,提出了基于横向地理坐标系的导航参数定义和导航解算方法.该方法选取地球赤道上一点作为新的极点,并在地球模型为椭球模型情况下以该极点为基础定义了横向地球坐标系、横... 详细信息

针对极区经线收敛导致以真北向作为航向参考的导航算法失效问题,提出了基于横向地理坐标系的导航参数定义和导航解算方法.该方法选取地球赤道上一点作为新的极点,并在地球模型为椭球模型情况下以该极点为基础定义了横向地球坐标系、横向地理坐标系以及横向经纬度,进而了设计并提出了将横向地理坐标系作为导航参考坐标系的惯性导航力学编排,仿真结果表明本方法解决了传统力学编排在极区不能正常工作的问题.

关键词：惯性导航极区导航横向地理坐标系地球椭球模型横向导航

基于期望模式修正的交互式多模型组合导航算法

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光学精密工程 2014年第3期22卷 737-744页

作者：王磊程向红东南大学仪器科学与工程学院江苏南京210096 东南大学微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室江苏南京210096

针对复杂环境下自主水下航行器(AUV)组合导航系统中存在的模型不完全确定或者模型参数发生变化的情况,提出一种基于期望模式修正的交互式多模型(EMA-IMM)滤波算法。该算法利用滤波估计过程中所得到的模型概率完成决策。首先对固定结构... 详细信息

针对复杂环境下自主水下航行器(AUV)组合导航系统中存在的模型不完全确定或者模型参数发生变化的情况,提出一种基于期望模式修正的交互式多模型(EMA-IMM)滤波算法。该算法利用滤波估计过程中所得到的模型概率完成决策。首先对固定结构的基础网格进行滤波,得到细化的修正模型集,接着对修正模型集进行滤波,得到与真实模型最为邻近的若干个修正模型网格共同构成的期望模型集,然后将系统真实的模型覆盖在精简的期望模型集范围之中,最后通过对期望模型集滤波,得到接近真实模型状态变量的估计结果。在AUV组合导航系统中的仿真结果表明,相对于传统Kalman滤波算法,改进的EMA-IMM使AUV的经度估计精度提高了97%,纬度估计精度提高了44%;相对于IMM算法,AUV的经度估计精度提高了22%,纬度估计精度提高了19%;得到的结果验证了提出的EMA-IMM算法的优越性。

关键词：自主水下航行器组合导航交互式多模型期望模式修正

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受限纳尺度下蛋白质输运的主动操纵技术

化学学报 2023年第7期81卷 857-868页

作者：马超凡徐伟刘巍徐昌晖沙菁㛃东南大学机械工程学院南京211189 东南大学、江苏省微纳生物医学仪器设计与制造重点实验室南京211189

蛋白质是人体细胞、组织的重要组成部分,与众多代谢活动密切相关,它们的一些微小改变就可能引发人体的重大疾病.因此,蛋白质检测是生物化学领域的重要课题.纳米孔技术能够在单分子水平甚至单氨基酸水平上实时检测蛋白质,有望成为最低成... 详细信息

蛋白质是人体细胞、组织的重要组成部分,与众多代谢活动密切相关,它们的一些微小改变就可能引发人体的重大疾病.因此,蛋白质检测是生物化学领域的重要课题.纳米孔技术能够在单分子水平甚至单氨基酸水平上实时检测蛋白质,有望成为最低成本和最高效的蛋白质检测方法之一.然而,使用纳米孔检测蛋白质时,由于实验条件和检测策略的原因,使得蛋白质在纳米孔中驻留时间过短,无法从蛋白质捕获的电信号中清晰地反映更多的生物细节信息.解决这一问题的关键在于控制蛋白质通过纳米孔时的输运速度,满足传感器件带宽的要求.本综述从外部力场竞争、内部力场相互作用、亲疏水相互作用、空间位阻效应等角度综述了蛋白质在纳米孔中输运的主动操纵技术,目的是提高纳米孔对蛋白质的捕获频率,延长蛋白质在纳米孔内的驻留时间,以实现高分辨率的蛋白质检测,充分揭示蛋白质分子的构象变化机制、反应动力学,甚至实现蛋白质测序等.最后对纳米孔传感技术在蛋白质检测方面存在的巨大挑战和发展趋势进行了详细展望和总结阐述.

关键词：蛋白质检测纳米孔操纵方法捕获时间纳尺度输运