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基于Z变换和改进FRI的LFM信号参数估计方法研究

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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2228-2236页

作者：孟硕孟晨王成陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003

为了完成线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号的稀疏采样,并利用稀疏数据对原始信号参数进行估计,本文提出了一种基于Z变换和改进有限新息率(finite rate of innovation,FRI)的LFM信号参数估计方法。以Z变换理论为基础,设计... 详细信息

为了完成线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号的稀疏采样,并利用稀疏数据对原始信号参数进行估计,本文提出了一种基于Z变换和改进有限新息率(finite rate of innovation,FRI)的LFM信号参数估计方法。以Z变换理论为基础,设计了一种数学模型,一旦信号能够表达成该数学模型的结构形式,就能通过Z变换和零化滤波器的方法估计信号参数。然后,利用了自相关延迟的FRI结构对LFM信号采样,该结构不仅完成了LFM信号的稀疏采样,而且稀疏采样结果能够与数学模型结构相符。在理论上通过数学论证的方式证明了所提方法能够用于获取LFM信号参数信息,并通过仿真和实测数据验证了所提方法的有效性,理论和实验结果表明该方法只需要4个采样点就能实现对LFM信号的参数估计,并且实验中的参数估计误差均在3%以内,极大的提高有限新息率采样的参数估计效率。

关键词：线性调频信号有限新息率零化滤波器 Z变换参数估计

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基于纹理分析的柴油发动机故障诊断方法

兵工学报 2024年第2期45卷 684-694页

作者：刘子昌李思雨裴模超刘洁孟硕吴巍屹陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003

柴油发动机故障特征提取是对其故障识别过程中的关键步骤,直接关系到识别的准确性和时效性。将纹理分析理论应用于柴油发动机故障特征提取,提出基于改进层次分解(Modified Hierarchical Decomposition,MHD)和灰度图像处理的故障特征提... 详细信息

柴油发动机故障特征提取是对其故障识别过程中的关键步骤,直接关系到识别的准确性和时效性。将纹理分析理论应用于柴油发动机故障特征提取,提出基于改进层次分解(Modified Hierarchical Decomposition,MHD)和灰度图像处理的故障特征提取方法。使用MHD将单个一维的振动信号样本分解为多个一维子信号并分别转换成灰度图像;加速分割测试获得特征(Features from Accelerated Segment Test,FAST)算法被用于检测灰度图像的特征点;通过Gabor滤波器组的实部对图像进行卷积,利用特征点的响应计算直方图作为特征向量。为检验通过该方法提取的故障特征对柴油发动机不同故障类型的识别能力,引入非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行故障状态识别。通过实验台开展预置故障实验,将提出的方法与传统方法对比。实验结果表明:该方法的故障诊断准确率最高,为开展柴油发动机故障诊断提供一种新的思路。

关键词：柴油发动机纹理分析改进层次分解非支配排序遗传算法Ⅱ 支持向量机

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装备群选择性维修决策与任务分配联合优化

兵工学报 2024年第2期45卷 407-416页

作者：马维宁胡起伟陈静贾希胜陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003

为满足作战任务需求,对装备群进行选择性维修的同时进行作战任务分配,可有效提高装备群的整体作战效益。针对选择性维修决策与任务分配独立优化的问题,以最大化任务完成概率为目标,构建装备群选择性维修决策与任务分配联合优化模型,引... 详细信息

为满足作战任务需求,对装备群进行选择性维修的同时进行作战任务分配,可有效提高装备群的整体作战效益。针对选择性维修决策与任务分配独立优化的问题,以最大化任务完成概率为目标,构建装备群选择性维修决策与任务分配联合优化模型,引入环境系数表征不同子任务的工作环境对单元状态的影响;通过求解马尔可夫模型得到单元的任务完成概率,进而得到子任务和整个任务的完成概率;采用基于随机密钥的遗传算法进行求解,分析环境系数对联合优化结果的影响,通过算例验证了模型和算法的有效性。研究结果表明:在选择性维修决策时考虑作战任务分配能够得到更优的结果;该模型可为战场环境下装备维修决策问题提供理论指导和技术支持。

关键词：装备群选择性维修任务分配联合优化遗传算法

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基于正态-逆威沙特分布的地空导弹命中概率贝叶斯估计

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兵工学报 2024年第1期45卷 339-348页

作者：刘昊邦史宪铭赵美张建军陆军工程大学石家庄校区装备指挥与管理系河北石家庄050003 32140部队河北石家庄050061

针对现有导弹命中概率贝叶斯估计中主要采用二维正态射弹散布但未考虑X轴、Y轴两向相关导致估计精度不高的问题,采用正态-逆威沙特分布作为射弹散布参数先验分布,对地空导弹命中概率估计方法展开研究。在描述地空导弹脱靶量定义的基础上... 详细信息

针对现有导弹命中概率贝叶斯估计中主要采用二维正态射弹散布但未考虑X轴、Y轴两向相关导致估计精度不高的问题,采用正态-逆威沙特分布作为射弹散布参数先验分布,对地空导弹命中概率估计方法展开研究。在描述地空导弹脱靶量定义的基础上,以两向相关特点确定相关系数。针对地空导弹外场试验成本高、数据少,经典统计学方法估计命中概率困难问题,采用贝叶斯方法融合先验信息进行研究。基于正态-逆威沙特分布,利用先验信息对先验分布超参数进行求解,并利用贝叶斯公式融合外场实测试验数据,求出射弹散布参数后验分布,最终完成地空导弹命中概率估计。试验结果表明,该方法相比现有正态-逆伽马分布方法,能够考虑地空导弹射弹散布两向相关的实际情况,并充分利用命中概率信息,有利于提升估计准确性,为地空导弹命中概率估计提供理论方法。

关键词：地空导弹命中概率射弹散布两向相关正态-逆威沙特分布贝叶斯

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铁路建设项目柔性管理及影响因素研究

铁道工程学报 2024年第5期41卷 106-110页

作者：王淑雨韩同银韩明明石家庄铁道大学石家庄050043 河北城乡建设学校石家庄050000

研究目的:当前我国多条艰险山区铁路和高原铁路开工建设,动态多变的外部环境、多约束条件下的建设组织以及新技术带来的不确定性挑战日益严峻。为应对诸多项目复杂性因素带来的挑战,探索铁路建设项目柔性管理新范式十分必要。通过识别... 详细信息

研究目的:当前我国多条艰险山区铁路和高原铁路开工建设,动态多变的外部环境、多约束条件下的建设组织以及新技术带来的不确定性挑战日益严峻。为应对诸多项目复杂性因素带来的挑战,探索铁路建设项目柔性管理新范式十分必要。通过识别影响项目柔性的各种管理因素,构建具有较强韧性的铁路建设管理体系,为铁路建设项目承包商提供新的管理理念和方法。研究结论:(1)面对普遍存在的项目复杂性挑战,铁路建设项目可以推行柔性管理,调整传统“规划-控制”型管理风格,适度增强项目柔性,提高项目响应环境变化和不确定性的能力;(2)通过文献分析、专家咨询及统计分析,确定了柔性合同、BIM技术应用等8个影响因素,构建了包括团队柔性和过程柔性的铁路建设项目柔性二维因子模型,其中信息共享、团队学习和管理创新是影响铁路建设项目柔性的关键因素;(3)本研究成果可以在铁路建设管理领域推广应用,能够为铁路建设承包商推行柔性管理提供理论参考。

关键词：铁路建设项目柔性管理探索性因子分析

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基于IGWO-SVR的地铁车站投资预测

铁道学报 2024年第5期46卷 179-188页

作者：郝晶晶段鹏鑫陈雨欣段晓晨石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 河北经贸大学数学与统计学学院河北石家庄050061 石家庄铁道大学管理学院河北石家庄050043

为快速准确地预测可行性研究阶段的地铁车站投资以给投资方提供决策支持,提出一种改进的灰狼算法,来优化支持向量回归机参数的方法。通过收集整理地铁车站案例数据并建立数据库作为预测原始样本,利用自助法扩充样本以解决小样本预测准... 详细信息

为快速准确地预测可行性研究阶段的地铁车站投资以给投资方提供决策支持,提出一种改进的灰狼算法,来优化支持向量回归机参数的方法。通过收集整理地铁车站案例数据并建立数据库作为预测原始样本,利用自助法扩充样本以解决小样本预测准确率低的问题;对灰狼算法的初始种群生成、收敛因子和位置更新方式进行改进以避免灰狼算法陷入局部最优的问题;使用改进的灰狼算法对支持向量回归机的参数进行优化,建立地铁车站投资预测模型;以车站实例验证预测模型有效性。结果表明,改进的灰狼算法优化参数的支持向量回归机的预测模型在测试集平均相对误差为4.33%,拟合优度为0.9440,改进的灰狼算法优化参数后预测模型优于未经优化的、粒子群优化的和灰狼算法优化的支持向量回归机预测模型。实例红高路车站相对误差为4.87%,证明提出的模型是有效的。

关键词：投资预测自助法灰狼算法支持向量回归机地铁车站

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高速铁路运营客流量及收入集成估算系统研究

铁道学报 2024年第4期46卷 20-28页

作者：孟阳段鹏鑫邓康丽段晓晨石家庄铁道大学管理学院河北石家庄050043 河北经贸大学统计与数学学院河北石家庄050061

针对现行高速铁路决策阶段运营客流量和收入预测误差大,历史数据存在的线性、二维、来源不可靠等问题。在深入分析客流量和收入影响因素的非线性、非确定性、耦合、非平衡性等演变趋势和机理的基础上,深入挖掘历史数据,依据BPNN、改进FC... 详细信息

针对现行高速铁路决策阶段运营客流量和收入预测误差大,历史数据存在的线性、二维、来源不可靠等问题。在深入分析客流量和收入影响因素的非线性、非确定性、耦合、非平衡性等演变趋势和机理的基础上,深入挖掘历史数据,依据BPNN、改进FC、FIS、粗糙集等理论方法,建立高速铁路运营客流量和收入多维时空基础历史数据库,构建基于BIM、PYTHON的客流量和收入非线性多维智能预测系统,实现对高速铁路运营客流量和收入的准确预测和多维展现。筛选出高速铁路运营客流量和收入相关复杂性影响因素;构建高速铁路运营客流量和收入历史数据多维时空数据支持系统;构建BPNN、改进FC、FIS运营客流量和收入预测模型,提高方法拟合性和预测准确性、有效性;设计并创建基于BIM、PYTHON的高速铁路运营客流量和收入多维智能展现系统,为提升高速铁路投资决策可靠性、可视化、智能化提供了技术和方法支持。

关键词：高速铁路预测客流量收入多维智能

量子点耦合强度对手性Majorana费米子共振交换的调制

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物理学报 2024年第13期73卷 64-72页

作者：吴海滨刘迎娣刘彦军李金花刘建军石家庄学院理学院石家庄050035 河北师范大学物理学院石家庄050024

本文研究了外部量子点耦合作用下,量子点耦合两个手性Majorana费米子体系的共振交换.为了观察两个手性Majorana费米子的共振交换,提出了一种基于量子反常霍尔绝缘体(QAHI)近邻耦合s波超导体的电路.数值计算的结果表明,通过外部量子点耦... 详细信息

本文研究了外部量子点耦合作用下,量子点耦合两个手性Majorana费米子体系的共振交换.为了观察两个手性Majorana费米子的共振交换,提出了一种基于量子反常霍尔绝缘体(QAHI)近邻耦合s波超导体的电路.数值计算的结果表明,通过外部量子点耦合强度可以调节手性Majorana费米子的共振透射.如果经历了共振隧穿的一个手性Majorana费米子与另一个量子点或Majorana零能模发生共振耦合,则可以实现与超导相位无关的非阿贝尔编织操作.因此所设计方案为Majorana费米子的非阿贝尔编织操作提供一种新的方式,这些发现可能在拓扑量子计算的实现中具有潜在的应用价值.

关键词：拓扑超导体共振隧穿 Majorana费米子编织

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谷氨酰胺转氨酶对板栗粉面团理化特性的影响

食品科学 2024年第5期45卷 18-23页

作者：李涛周立徐园杰袁松凯曹艳广郝建雄刘俊果河北科技大学食品与生物学院河北石家庄050000 石家庄市丸京干果有限公司河北石家庄051230

为改善板栗粉在无麸质食品领域的品质特性及加工性能,考察谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)添加量分别为0、0.9、1.8、2.7、3.6 U/g(按板栗全粉质量计)时对板栗粉面团质构特性、流变特性、糊化特性等的影响,并从游离巯基含量... 详细信息

为改善板栗粉在无麸质食品领域的品质特性及加工性能,考察谷氨酰胺转氨酶(glutamine transaminase,TG)添加量分别为0、0.9、1.8、2.7、3.6 U/g(按板栗全粉质量计)时对板栗粉面团质构特性、流变特性、糊化特性等的影响,并从游离巯基含量的变化加以解释,最后通过扫描电子显微镜观察板栗面团的微观结构。结果表明:TG的添加可以增强板栗面团的黏度、硬度、弹性、咀嚼性和回复性,与空白对照相比,添加量为2.7 U/g时,其最终黏度增加6.8 cP、硬度增加7.55 g、弹性增加0.38、咀嚼性增加33.62 g、回复性增加0.118,板栗面团内部的结构更加稳定;随着TG添加量的增加,板栗面团的弹性模量和黏性模量均增加,综合黏弹性上升,抗外界形变能力增强,面团稳定性及加工性能随之提高;板栗面团游离巯基的含量随TG添加量的增加而减少,添加量为2.7 U/g与未添加时的相比,游离巯基含量减少了0.16 mmol/g。但TG添加量过多会导致蛋白过度交联,淀粉粒被迫外露,面团整体的稳定性降低。综上,当TG添加量为2.7 U/g时,改善板栗面团的理化特性效果达到最佳。

关键词：板栗粉面团谷氨酰胺转氨酶食品质构理化特性