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Extracting hidden weak sinusoidal signal with short duration from noisy data: Analytical theory and computational realization 下载免费PDF全文
Signal detection is both a fundamental topic of data science and a great challenge for practical engineering. One of the canonical tasks widely investigated is detecting a sinusoidal signal of known frequency ω with time duration T :I(t) = A cos ω t + Γ(t), embedded within a stationary noisy data. The most direct, and also believed to be the most efficient,method is to compute the Fourier spectral power at ω : B = 2 T T0 I(t) ei ω tdt. Whether one can out-perform the linear Fourier approach by any other nonlinear processing has attracted great interests but so far without a consensus. Neither a rigorous analytic theory has been offered. We revisit the problem of weak signal, strong noise, and finite data length T = O(1), and propose a signal detection method based on resonant filtering. While we show that the linear approach of resonant filters yield a same signal detection efficiency in the limit of T →∞, for finite time length T = O(1), our method can improve the signal detection due to the highly nonlinear interactions between various characteristics of a resonant filter in finite time with respect to transient evolution. At the optimal match between the input I(t), the control parameters, and the initial preparation of the filter state, its performance exceeds the above threshold B considerably. Our results are based on a rigorous analysis of Gaussian processes and the conclusions are supported by numerical computations. 相似文献
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研究柠檬酸(CA)修饰玻碳电极(CA/GC)在抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)和尿酸(UA)混合体系中的循环伏安(CV)行为.结果表明,AA、DA和UA在CA/GC电极上氧化峰电流增大,且三者氧化峰电位明显分离(ΔEp(DA,AA)=170 mV,ΔEp(DA,UA)=130 mV,ΔEp(AA,UA)=300 mV).据此,可同时检测AA、DA和UA.在优化的实验条件下,AA、DA和UA的氧化峰电流与其浓度分别在2.0×10-6~1.5×10-3mol.L-1,6.0×10-7~1.0×10-3mol.L-1和6.0×10-7~1.0×10-3mol.L-1范围内呈线性关系.该电极重现性好,可用于盐酸多巴胺针剂DA、VC片剂AA及人体尿液UA的测定. 相似文献
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基于RGB颜色模型的玉米淀粉爆燃火焰传播速度 总被引:1,自引:0,他引:1
采用小尺度粉尘爆炸实验装置对不同质量浓度的玉米淀粉爆燃火焰传播过程进行了实验研究,建立了基于RGB颜色模型的火焰重构及形态学重建的粉尘火焰传播速度计算方法,计算了不同质量浓度下的玉米淀粉爆燃火焰传播速度。结果表明:采用基于RGB颜色模型的速度计算方法能够快速准确地计算出玉米淀粉爆燃火焰传播速度,火焰像素范围的确定是火焰速度计算的关键;管道内火焰传播速度受粉尘云质量浓度的影响,最大火焰传播速度随粉尘云质量浓度的增大先增大后减小,到达速度峰值的时间先缩短后增长,当质量浓度为0.63 kg/m3时,出现该实验条件下火焰传播速度最大值7.03 m/s。 相似文献
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烟点高度是表征燃料碳黑生成能力的重要参数,基于烟点高度的碳黑生成模型能够与混合分数燃烧模型耦合使用,使得计算成本降低;该模型仅包含一个与燃料相关的模型参数(烟点高度),使其容易扩展至其它燃料。因此基于烟点高度的碳黑生成模型是复杂火灾场景模拟的理想碳黑模型之一。但是,该模型还需要相应的适用于混合分数的碳黑氧化模型,因此本文通过假设氧气浓度在化学当量比附近的分布,对碳黑表面氧化模型中氧气摩尔浓度的计算进行了一定的修正。运用修正后的碳黑模型,结合混合分数燃烧模型对三种不同种类的层流扩散火焰进行数值模拟,结果表明,三种层流火焰的碳黑体积分数计算值和实验测量值基本吻合,表明碳黑氧化模型中氧气摩尔浓度的修正是基本合理的。 相似文献
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气泡富集-高效液相色谱法测定地表水样中微量土霉素 总被引:1,自引:0,他引:1
建立了气泡富集-高效液相色谱(HPLC)测定地表水样中微量土霉素的方法。采用新型样品前处理方法--气泡富集法,对水溶液中的微量土霉素进行富集,考察了气泡富集条件对富集效果的影响。研究发现,在优化的气泡富集和色谱条件下,土霉素的富集倍数可达37.06,土霉素含量测定的RSD为4.8%(n=11),LOD为0.038 mg/L。将该方法用于地表水样中土霉素的测定,平均加标回收率为101.9%。可见,气泡富集法对土霉素的富集效果好,能与色谱结合用于地表水样中土霉素的快速、灵敏、准确检测。同时,在进行样品前处理时无需任何有机溶剂,而且装置简单、成本低廉、易操作。可见气泡富集法是一种非常有研究和推广价值的绿色样品前处理方法,有望用于复杂样品中其他微量甚至痕量物质的分析。 相似文献
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