分布式光纤传感技术在裂缝检测中的应用

为了解决土木工程结构中裂缝检测的难题，可以通过在结构中埋入分布式光纤传感器实现．基于分布式光纤传感技术检测裂缝的原理，讨论了光纤的布置方式，并通过模型实验探讨了光衰减与裂缝宽度的关系，获得了相应的经验公式．此外，还探讨了施工中光纤的保护方法及其在结构中的可靠性和长期稳定性。     

基于光纤传感技术及数值模拟的钢桥环氧沥青路面的断裂行为

用分布式光纤传感技术来研究环氧沥青混合料的断裂行为。通过布里渊光时域反射仪对组合梁结构进行荷载试验,来观察应变的分布变化与裂纹的扩展。此外,为了分析环氧沥青的力学特性,建立了复合梁结构的有限元模型。实验结果表明,随着荷载的增加,裂纹扩展不稳定,且较大的荷载会产生较深的裂纹。另外,计算结果表明,裂纹尖端的力学响应随着裂纹扩展的变化而变化,而裂纹损伤最严重的区域是位于复合梁两侧。     

基于MLE-LM算法估计的交通流断面速度Weibull分布模型

针对传统断面交通流速度分布假设关系较片面、回归数据不全面和拟合模型不具有普遍性和精确性等问题,本文采用二分K-FCM结合算法对连续收集的大样本交通流数据中速度、交通量和占有率三者进行聚类划分,再利用自主建立的MLE-LM算法拟合运行车速三参数Weibull分布,并将其拟合结果与正态分布和高斯多峰拟合结果对比.该算法模型收敛快,拟合结果精度高,不易收敛于局部极值,且对样本容量的适应能力强.研究结果表明：各交通流状态下高斯多峰非参数估计拟合效果最好,但其自由度最小,即被限制的变量最多,难以反映数据的分布特征;而参数估计中Weibull-3分布拟合结果均比正态分布拟合结果好,且Adj R-square值都大于0.7,故总体认为不同交通流状态下速度分布基本服从Weibull-3分布.     

拟合振动信号模型实现滚动轴承故障诊断

针对现有旋转机械故障诊断模式的缺点,提出通过拟合故障振动信号模型实现滚动轴承故障诊断的方法.首先建立了滚动轴承故障振动信号模型,对原始振动信号做EMD(empirical mode decomposition)分解,并对包含有故障调制信息的IMF(intrinsic mode function)分量做信号重构,最后采用遗传算法对重构信号和故障信号模型做数据拟合,根据拟合结果可知损伤点所在部位和损伤程度.通过在风力发电机组齿轮箱高速端滚动轴承故障诊断中的应用,验证了方法的有效性和实用性.     

混合高斯自回归模型参数估计方法之LS-EM

混合高斯自回归模型对有色非高斯数据的概率密度和功率谱密度进行有效的拟合，而LS—EM算法则可解决这一模型的参数估计问题．描述了混合高斯自回归模型及其参数估计问题之后，导出了具体的LS-EM算法，并给出了一组仿真实例．这是一种参数耦合估计算法，首先基于传统的最小二乘技术得到功率谱密度参数粗估计，进行预白，然后应用EM迭代得到白激励的概率密度估计，并基于此构建一加权函数，以此权函数改进最小二乘算法，进而得到模型参数的精估计．     

参数估计与假设检验的最小二乘估计--相关系数检验方法

给出一种参数估计与假设检验的最小二乘估计--相关系数检验方法,由该方法所得到的失效分布参数估计值在一定条件下可以是最佳线性无偏估计(BLUE),对各种失效分布进行拟合检验时,该方法由于用相关系数值的高低来评价拟合的准确程度,便于判断分布拟合的优劣,从而可以使拟合检验实现一定意义下的最优化.     

基于一维ConvNeXt网络的齿轮箱故障诊断

针对齿轮箱发生故障时内部齿轮与滚动轴承受损情况复杂且难以识别的问题,提出一种基于ConvNeXt网络的齿轮箱故障诊断方法。该网络模型以深度可分离卷积为基础框架,构建适用于一维数据的残差块。为了提升网络模型的拟合能力,引入GELU(Gaussian Error Linear Units)激活函数对数据进行非线性变换。使用层标准化对数据进行归一化处理,抑制了中间协变量偏移现象并提升了网络的收敛速度和稳定性。使用DDS(Drivetrain Dynamics Simulator)齿轮箱故障数据集进行实验,结果表明此网络模型大幅降低了网络模型参数量,对齿轮箱各类故障均有较高的识别精度并具有良好的抗噪性。     

基于浮动车数据的随机路径选择模型参数估计

提出利用浮动车出行数据对城市路网多OD对logit 随机路径选择模型参数估计方法.首先采用相对阻抗,实现logit 模型参数无量纲化和单一化,将离散多项logit 模型转化为相对阻抗的连续概率模型;然后对多OD对的浮动车数据进行分区和权重处理,计算得到概率分布;最后在推导连续型概率密度和累积概率函数基础上,利用最小二乘法进行参数估计.以广州市浮动车数据对方法进行验证,结果拟合优度高,所得参数可有效反映实际路径选择行为.方法简单实用,特别适用于利用海量浮动车数据进行路径选择行为分析.     

高斯混合噪声下微弱线谱检测的EM-静态非线性系统方法

采用3一水平量化器随机共振对非高斯水下噪声中的线谱信号进行检测,为使该随机共振类型达到最优的检测效果,利用EM算法进行了高斯混合分布的参数估计.通过仿真和实测数据对参数估计方法进行了检验,实验中算法能够正确收敛,拟合性能较好,在此基础上可以得到量化器的最优阈值.随机共振系统处理前后的功率谱对比表明,3一水平量化器随机共振是检测高斯混合分布中微弱线谱的有效手段.     

脉冲型近场地震波反应谱的阻尼调整系数分析

阻尼调整系数定量描述了阻尼比对结构地震响应的影响,与地震波频谱特征等相关,用于从低阻尼比反应谱推算高阻尼比反应谱.本文以近场脉冲型地震波为对象,研究其反应谱阻尼调整系数的规律并建立计算公式.选取50条脉冲型地震波并提取出等效低频脉冲,考虑0.05~0.50之间13种阻尼比,计算得到地震波、等效脉冲的反应谱和各自基于5%阻尼比的阻尼调整系数.研究结果表明,结构周期与地震波脉冲周期比T/Tp在0.5~1.2内,提高阻尼比对位移、速度和加速度响应都有降低作用且减震效果最明显,等效脉冲与实测地震波的阻尼调整系数接近.对加速度、速度和位移谱分别拟合,得到了0.5T/Tp1.2范围内考虑脉冲周期Tp影响的阻尼调整系数评价公式.     

An improved cyclostationary feature detection based on the selection of optimal parameter in cognitive radios

Spectrum sensing is an important part of cognitive radio systems to find spectrum hole for transmission which enables cognitive radio systems coexist with the authorized radio systems without harmful interference. In this paper, an improved cyclostationary feature detection method is proposed to reduce computational complexity without loss of good performance based on the optimal parameter selection strategy for choosing detection parameters of cyclic frequency and lag. Taking binary phase shift keying (BPSK) and quadrature phase shift keying (QPSK) signals as examples, the theoretical analyses are presented for choosing the optimal parameters. Simulation results are given to certify the correctness of the proposed parameter selection strategy and show the performance of the proposed method.     

Multi-channel spectrum sensing in cognitive ad-hoc networks: An energy-efficient manner

Cognitive radio,which is capable of enabling dynamic spectrum access,is a promising technology in future wireless communication.The feasibility of cognitive radio network greatly depends on the energy efciency and reliability of spectrum sensing technology.In this paper,spectrum sensing in cognitive ad-hoc network（CAN）with wide-band dynamic spectrum is considered.A cognitive cluster head（CCH）is set and responsible for dividing the wide-band spectrum into multiple sub-channels;it can either sense sub-channels in a centralized manner,or make use of sensing modules to sense sub-channels in a distributed manner.Then cognitive users（CUs）can get sensing results and access to the available sub-channel.We take the cost of control message into consideration and formulate the energy consumption of CAN in terms of sub-channel sampling rate and whole-band sensing time.We define energy efciency intuitively and solve the energy efciency optimization problem with sensing reliability constraints by constructing a parametric problem and obtain the optimal sampling rate and the wholeband sensing time.Power dissipation model of a practical A/D convertor（ADC）is introduced,and numerical results are given to show the energy efciency performance of two diferent sensing manners.     

基于边缘粒子滤波的高速列车性能参数估计方法

针对高速列车参数估计中参数增广为状态变量时所出现的非线性问题, 提出一种基于边缘粒子滤波的参数估计方法。在Rao-Blackwellised (RB) 框架下, 将高速列车性能参数估计的概率模型进行分块化处理。应用卡尔曼滤波对线性的状态块进行一步预测和测量更新, 应用粒子滤波对非线性的参数块进行一步预测与测量更新, 实现参数的动态估计, 并通过理论分析和高速列车参数估计实例验证了方法的有效性。分析结果表明: 与经典的扩展卡尔曼滤波相比, 提出的方法具有对初值免疫和算法稳定的特点; 参数估计误差快速收敛到5%以内, 且提出的参数估计方法是无偏估计, 具有较好的工程适用性。     

基于Logistic模型的混合自行车流量-密度关系

针对非机动道路内电动自行车与传统自行车混合行驶的交通现象, 在分析混合自行车交通流特性的基础上引入Logistic模型, 利用数值分析方法建立了适用于描述混合自行车流量-密度关系的数学模型与自行车道通行能力计算模型, 利用杭州市6个路段的实测数据进行数据拟合, 得到了通行能力估计值, 对车流样本中的最大速度、自由流速度、最佳密度进行了参数敏感性分析。研究结果表明: 6个路段数据的拟合优度分别为0.92、0.93、0.93、0.95、0.98、0.96, 通行能力分别为2 968、2 641、2 687、2 754、2 646、3 065 bic·(h·m)^-1, 因此, 模型能较好地描述城市混合自行车交通流在不同状态下的变化特征, 为进一步揭示城市自行车道内混合自行车交通流运行机理提供了新的思路。     

一类非线性时滞系统的参数故障检测和估计

研究了一类非线性时滞系统的参数故障检测和估计问题.文中所讨论的故障函数是非线性的,故障不仅依赖于系统的输入和输出,而且依赖于不可测的系统状态,这就使得故障检测和估计问题变得更加的复杂.根据自适应观测器的设计理论和研究方法给出了针对此类系统的参数故障检测和估计这种故障的方法.在满足Lipschitz条件下,提出了故障检测观测器和自适应诊断观测器.     

基于自回归条件异方差转换指标的非线性损伤识别

为了解决时域非线性损伤的识别问题,基于自回归条件异方差（ARCH）模型的基本理论给出了ARCH模型建模的定阶方法及模型参数估计的极大似然估计法;分析了结构非线性损伤的特性,提出了基于ARCH模型的非线性损伤识别原理;考虑到基于自由度的损伤指标难于判断损伤位置,故提出了一种自回归条件异方差转换指标;在测量误差和模型误差的影响下,使用3层框架结构的非线性损伤试验来验证该损伤指标的有效性. 试验结果表明:非线性间隙距离为0.05 mm和0.10 mm时,损伤位置第3层的自回归条件异方差转换指标值比传统的倒谱测距转化指标值高21.7%以上;当非线性间隙距离为0.20 mm时,第3层的自回归条件异方差转换指标值比倒谱测距转化指标值高3.7%.      

认知无线电带宽频谱感知性能分析及优化

为了降低认知无线电中主用户受到的干扰,根据主用户状态的变化,通过将通信带宽分为感知频带和传输频带,建立了次用户在整个帧周期内进行带宽频谱感知的模型.该模型中,次用户在每个帧使用部分带宽进行频谱感知,其余的带宽传输数据.在限制主用户受到的干扰和次用户虚警概率的基础上,通过联合优化感知带宽比和检测概率,最大化次用户的频谱效率.使用MATLAB软件仿真模型的干扰概率和频谱效率,结果表明:相比传统的时间频谱感知,当虚警概率为0.5时,带宽频谱感知能够使主用户受到干扰的概率降低30%;当干扰概率为0.2时,带宽频谱感知能够使次用户的频谱效率提高0.3 (bit/s)/Hz.      

中国干线铁路轨道谱的拟合方法

为获得能够合理表征中国干线铁路轨道不平顺特征的轨道谱, 提出了一种轨道谱拟合方法。根据轨道不平顺检测数据计算实测轨道谱, 对实测轨道谱进行平滑与插值预处理, 采用直接剔除法、三点逐段平均法和包络平均法消除计算轨道谱波形上出现的较大凸凹波形, 应用3次样条插值法提高拟合的精度, 利用非线性最小二乘优化算法拟合轨道谱。拟合结果表明: 所提出的拟合方法是可行的, 拟合谱能够较好地反映中国干线铁路轨道的不平顺特征。