高炉浓尘环境料面散射特性建模与成像

工业恶劣成像环境下的雷达图像常存在对比度低和清晰度差等问题，质量退化的图像直接影响计算机视觉任务的处理效果以及目标参数反演结果。因此，对高炉料面后向散射进行建模，并针对弥散浓尘环境下的随机粗糙料面成像，提出一种基于衰减补偿和散射修正的成像方法。考虑微波沿空间路径的传播损耗，在回波模型中加入环境因子，采用瑞利散射和积分方程法分别求解衰减系数和粗糙面的后向散射系数，从传输损耗和散射机理出发，对图像进行损耗补偿以及目标像素亮度的提升，减小图像因成像环境、目标距离以及表面起伏形状不同造成的信号强度差异。通过南钢3号高炉雷达数据验证算法，目标像素亮度差异平均减小4.33 dB,有效改善雷达成像中高炉径向距离起伏料面的成像性能。     

利用瞬变电磁法探测程楼断层含(富)水性

结合井下巷道的实际情况,利用瞬变电磁法对程楼断层的含(富)水性进行探测,并利用大型通用有限元软件Ansys进行室内资料处理解释。结果显示,程楼断层在正常区段含(富)水性弱,只有在与北北东向-近南北向断层的交汇部位有一定的含(富)水性。同时,以程楼断层为例,利用瞬变电磁对煤矿井下探放水试验,验证了瞬变电磁法在煤矿井下断层含(富)水性探测中的有效性,为查明井下过断层矿井水害的发育位置,安排井下探放水工作提供依据。     

黄渤海悬浮颗粒物散射特性研究

【目的】研究悬浮颗粒物的散射特性,用以描述水体固有光学特性。【方法】利用2014年11月黄渤海海区航测数据,分别选取555nm和532nm作为参考波长,建立悬浮颗粒物散射及后向散射的光谱模型,并对模型拟合效果进行检验;此外,还建立了悬浮颗粒物散射参数与水体组分浓度的关系模型。【结果】模型验证结果表明:光谱模型的平均相对误差绝对值(MAPE)分别在60%和35%以内;散射参数与悬浮颗粒物质量浓度模型MAPE的最小值仅为15.0%。【结论】黄渤海颗粒物散射特性主要由非藻类颗粒物主导。     

海浪波谱仪微波散射模型

【目的】建立与观测数据相符的海浪波谱仪(SWIM)散射模型。【方法】利用Kirchhoff近似以及准镜面散射理论,建立从海浪方向谱映射到海浪波谱仪后向散射截面(σ°)的散射模型,并利用热带降雨测量卫星(TRMM)所搭载的降雨雷达(PR)提供的低入射角下的后向散射截面数据,对模型进行检验。【结果】准镜面散射模型结合高阶Gram-Charlier级数型海表斜率概率密度函数,模拟的雷达后向散射截面与入射角的关系在降雨雷达的0~18°入射角范围内与实测数据一致。【结论】海浪波谱仪的信号散射可利用准镜面散射模型结合高阶Gram-Charlier级数型海表斜率概率密度函数来描述。     

利用小角X射线散射研究蛋白质在球形聚电解质刷中的吸附

通过小角X射线散射(SAXS)技术研究了牛血清蛋白(BSA)在阳离子球形聚电解质刷(SPB)中的吸附及分布规律。随着BSA质量浓度的增加,其在SPB中的分布均匀递增,直至达到饱和吸附;随着pH的增大,BSA在刷子层中的分布呈现从靠近核逐渐外移扩散到溶液中的变化趋势。此外,用时间分辨SAXS技术观察到在极短的时间(12s)内BSA在SPB中的动态吸附及再分布的显著变化过程。研究结果表明:SAXS技术在原位表征蛋白质在SPB中的动态分布方面具有其他表征技术不可替代的优势。     

基于遗传算法的智能车速度控制系统研究

针对传统PID算法在电磁导航智能车速度控制中存在的比例、积分、微分三个参数难以整定,不具有自适应能力的缺点,提出了将遗传算法应用到智能车的调速系统中来对传统PID算法进行改进.遗传算法不需要给出调节器的初始参数,可以从许多点开始并行操作,在解空间进行高效启发式搜索,克服了从单点出发的弊端以及搜索的盲目性,从而使寻优速度更快,避免了过早陷入局部最优解,最终自适应地整定PID三个参数来实现智能车的速度控制.Matlab仿真测试表明,与传统PID控制算法相比,遗传算法在智能车速度控制中具有响应快、超调量小、鲁棒性和适应性强的优点,大大提高了智能车电机控制系统的性能.     

一种雾天退化场景快速复原方法

针对雾天条件下图像退化的问题,提出一种新的场景复原方法.首先,结合大气散射模型与光学反射成像的特性,对大气耗散函数提出物理约束条件,利用双边滤波的边缘保持特性得到大气耗散函数的初始估计.然后,引入局部均值与局部标准差近似估计图像对比度,从而降低对比度较强的部分区域的雾浓度估计来获取更加准确的大气耗散函数.最后,求解雾图成像方程,恢复理想光照条件下的辐射强度.实验结果表明:该方法对图像的细节和颜色恢复非常有效,并能有效克服边缘残雾现象以及颜色过饱和等不足.     

大地电磁数据的改进随机爬山反演算法研究

对随机爬山算法的新模型产生方式进行改进,并针对大地电磁线性反演依赖初始模型易陷入局部最优解的问题,提出一种基于改进随机爬山的大地电磁反演算法,利用该算法对大地电磁一维层状介质G,K,HK型地电模型数据进行反演实验,在无噪声情况下反演结果和模型基本一致;在加入5%和10%噪声后,反演结果良好.数值实验结果表明,该反演算法不依赖于初始模型,具有较好的全局优化能力和抗噪声能力,能有效反演大地电磁数据.     

无翼平底弹头的属性散射中心模型改进与参数估计

针对传统属性散射中心模型在描述散射中心幅度随方位的变化存在不足,本文依据目标的逼真散射数据对属性散射模型中的方位依赖关系进行了修正,并通过图像匹配结合遗传算法对散射中心的各个参数进行了估计. 为了验证模型的有效性,文中给出了修正模型的仿真结果与传统模型仿真结果以及全波法计算结果的比较. 结果表明,相对于传统的属性散射中心模型,改进后的模型能更准确地描述真实散射中心的幅度随方位的变化关系.      

大功率混合储能装置控制策略研究

针对电磁发射装置在连发时其储能电源对电网瞬时功率需求极大、一般电网难以承受的问题,提出了一种新的混合储能方式及其控制策略。该方式将蓄电池与脉冲电容器进行复合储能,采用多组蓄电池串联充电的新型拓扑结构,通过调整电路参数和时序触发控制策略,可以精确控制在不同时刻将多组蓄电池逐步接入电路对脉冲电容器充电,实现了对脉冲电容器的近似恒流充电,使脉冲电容器快速、高效地达到所要求的电压值。仿真与试验结果表明,该混合储能方式合理可行,在时序触发的控制策略下可实现在较短时间内将蓄电池能量传递给脉冲电容器,使功率逐级增大,从而降低网侧的瞬时功率需求。