基于三维荧光光谱和四元数主成分分析的食醋品牌溯源研究

提出基于四元数主成分分析的三维荧光光谱特征提取新方法,并将其运用于品牌食醋溯源研究。首先利用F7000荧光光谱仪测得不同品牌食醋样本的三维荧光光谱数据,获取样本的等高线图和三维投影图,并进行三维荧光等高线图分析;然后利用激发波长分别为380,360和400 nm下的发射光谱数据建立食醋三维荧光光谱数据的四元数并行表示模型,对四元数荧光光谱矩阵进行四元数主成分特征提取,并基于乘积运算、模值运算和求和运算三种方法对提取出来的四元数主成分特征进行特征融合;最后将融合特征作为K近邻分类器的输入,得到不同食醋品牌的最优分类模型。分别讨论三种不同特征融合方法和四元数主成分个数与最终模型分类正确率之间的关系。针对四个不同食醋品牌120个样本的分析结果可得：基于求和特征融合运算所得到的融合特征可以利用最少的特征数目,建立最优的溯源模型,样本预测集溯源正确率可达100%。研究结果表明：四元数主成分特征提取和特征融合方法能够并行表示三维荧光光谱数据所蕴含的丰富信息,为三维荧光光谱数据分析提供新思路。     

四色猜想的解析论证及其在地图绘制中的应用

依据欧拉定理,研究了边数差和着色数计算公式,对四色猜想进行了研究．借助四面体顶点数与面积数相等的原则、多面体边数不变的原则和多余理论,用边数差数学计算方法论证了四色猜想．用简单的数学公式和几何作图方法说明了四色猜想的合理性,为其提供了可靠的理论依据．用“三色包点”和“以面切体”的几何作图法,证明多面体和平面地图的着色数恒为4;非三色包点的图形,可以通过“以面切体”的方法转换成三色包点的图形;使用多余国家、多余边数的数学技巧代替计算机使用的不可避免性、可约性是合适的．理论分析及实例论证表明该方法简单可行．     

连续区间数的中位算子及其灵敏度分析

研究决策信息以区间数形式给出的方案决策问题。考虑到区间数非均匀分布的特点,为避免区间极端值在区间数确定中产生较大误差,本文将中位数概念运用到区间数的确定上,提出OIP(Ordered Interval Point)有序中位算子。取单位区间单调函数(BUM函数)为二分之一所表示的值为权重,将区间数确定为一个实数,并研究算子单调性和有界性的初等运算性质。通过比较OIP算子与COWA算子对态度参数和区间长度的反应灵敏度,获得了在一定条件下OIP算子对态度参数反应更稳健,对区间长度反应更灵敏的结论。最后用算例证明该算子的可行性和有效性。     

多值不确定型直觉模糊识别决策方法

基于模糊环境给出多值不确定型直觉模糊集的概念,定义了集合的交、并、包含等基本运算性质。通过刻画集合间的相似程度,提出八个新的相似度公式。最后将相似度应用于识别决策,说明公式的实用性和有效性。     

梯形模糊数的有序表示及中心平均排序方法

模糊数的排序在决策分析和优化问题中占有十分重要的地位,而一般模糊数均可近似分解为若干分片小梯形的叠加形式,故梯形模糊数的排序问题至关重要!本文首先引入等距分片方法对梯形模糊数实施纵向分割,进而获得梯形模糊数的有序表示。其次,依中心平均加权准则改进梯形模糊数的横向和纵向中心坐标公式,并提出新的指标排序准则。最后,通过实例分析考证了新的排序方法的有效性。     

基于TFWPA算子的模糊优化组合预测模型及其应用

传统的组合预测中,预测对象往往是实数或区间数,实际上,三角模糊数则更能刻画不确定环境下复杂事物的某些量的特征。因此,本文提出一种预测信息为三角模糊数的模糊优化组合预测新方法。定义了两个三角模糊数的相对误差,同时考虑到预测数据之间的交叉影响,基于三角模糊加权Power平均(TFWPA)算子、三角模糊加权Power几何(TFWPG)算子和max-min准则,分别构建模糊优化组合预测模型。提出非劣性和优性组合预测的概念,证明所提模糊组合预测模型具有非劣性质。最后通过实例分析说明了该模糊组合预测方法的有效性,并对参数做了灵敏度分析。     

MC-ROV导航系统研究

针对研制的新型模态切换水下机器人(Mode-Converted ROV, MC-ROV),设计了一套以MEMS器件为主的微惯性组合导航系统,包括陀螺仪、加速度计、磁力计、深度传感器及微处理器等。系统采用互补滤波方法抑制陀螺漂移,设计卡尔曼滤波器计算姿态角。本文采用了改进的自适用卡尔曼滤波器,增大新近数据的作用,减小陈旧数据的作用,避免滤波发散,提高导航精度。水池实验表明结合互补滤波、自适应卡尔曼滤波能够获得比较精确、稳定的水下机器人导航信息。同时,基于实测数据进行的算法仿真表明改进后的渐消记忆指数加权自适应卡尔曼滤波可以在一定程度上改善导航效果。     

无人值守变电站电力设备音频监测及故障诊断系统

针对智能变电站的无人值守需求及现有故障诊断系统的不足,提出一种电力设备音频监测及故障诊断系统。根据变电站电力设备音频信号信噪比较低的特点,采用具有强鲁棒性的梅尔频率倒谱系数作为判断音频信号异常的特征参数,在此基础上根据音频特征构成多样本观测序列,并采用隐马尔科夫模型进行故障诊断,通过对比对数似然估计概率的输出值确定故障类型。该方法具有实时性较强的优势,也避免了现有故障诊断方法要求较大样本容量的缺陷。实验结果表明,该故障诊断系统具有较高的识别率和鲁棒性。     

可重复使用运载器大姿态机动自抗扰控制

针对可重复使用运载器大俯仰角或偏航角转弯机动而产生的姿态角奇异的控制问题,提出了基于四元数的自抗扰控制方法。通过两级跟踪微分器从期望四元数中逐步得到三通道解耦的角加速度信号,然后利用扩张状态观测器观测模型中的不确定项,最终采用动态逆得到解耦的三通道发动机等效摆角或RCS(Reaction Control System)等控制信号,并设计了数字滤波器对弹性振动与液体晃动信号进行滤波处理。考虑到系统模型具有非线性、不确定性、11阶弹性振动、一阶液体晃动、风干扰和气动偏差等多种外部扰动条件,对可重复使用运载器从主动段到再入飞行段进行了非线性六自由度仿真分析。仿真结果表明,基于四元数的自抗扰姿态控制器具有快速、平稳、超调量小、抗干扰能力强、无系统抖振且控制参数较少的特点。     

石英砂岩冻融完整性损失研究

Mutluturk等提出的衰变函数模型能较好分析岩石冻融循环作用下的完整性损失问题,将CT扫描成果引入到该衰变函数模型中,推导出了采用CT数和X射线吸收系数表示的岩石完整性损失关系式。对取自西藏不同钻孔的石英砂岩岩样进行温度区间为-20℃～20℃的冻融循环试验,通过劈裂试验得到不同冻融次数岩石的抗拉强度,对不同冻融次数岩样断面进行CT扫描,利用冻融衰变函数模型从微观和宏观角度分析石英砂岩冻融完整性损失。研究结果表明,不同钻孔石英砂岩有较大差别的冻融耐久性,相比4-1钻孔,钻孔17-1石英砂岩完整性损失较大,抗冻融风化能力较差;岩样冻融过程中X射线吸收系数的微观变化与抗拉强度的宏观变化趋势基本一致;CT数和X射线吸收系数表示的岩石冻融衰变模型本质上是孔隙率的函数,利用该模型能够较方便的分析岩石冻融完整性损失。