一种基于卷积神经网络的恒星光谱快速分类法

恒星光谱数据的分类是天体光谱自动识别的最基本任务之一,光谱分类的研究能够为恒星的演化提供线索。随着科技的发展,天文数据也向大数据时代迈进,需要处理的恒星光谱数量越来越多,如何对其进行自动而精准地分类成为了天文学家要解决的难题之一。当前恒星光谱自动分类问题的解决方法相对较少,为此本文使用了一种基于卷积神经网络的方法对恒星光谱MK系统进行分类。该网络由数据输入层、四个卷积层、四个池化层、全连接层、输出层构成,与传统网络相比具有局部感知、参数共享等优点实验。在Python3.5的环境下编程,利用Tensorflow构建了一个简单高效的具有四个卷积层的卷积神经网络,并将Dropout作用于全连接层之后以防止过度拟合。Dropout的基本思想：当网络模型进行训练时,把一些神经网络节点按一定的比例丢弃,使其暂时不发挥作用。Dropout可以理解成是一种十分高效的神经网络模型平均方法,由于它不依赖于某些局部特征所以能够让网络模型更加鲁棒。实验中使用的一维恒星光谱图是取自LAMOST DR3数据库,首先进行预处理截取光谱3 600~7 300 Å的部分,均匀采样后使用min-max标准化法对其进行初始化。实验包括两部分：第一部分为依据恒星光谱MK系统对光谱进行分类,每一类的训练样本包含1 000条光谱数据,测试样本为400条光谱数据,首先通过训练样本对CNN网络进行训练,进行3 000次的迭代,用训练后的网络将测试样本进行分类以验证网络的准确性;第二部分为相邻两类的恒星光谱的分类,其中O型星数据集样本为250条光谱,其余类别恒星样本数据集均为4 000条光谱,将数据5等分,每次选取当中的一份当作测试集,其余部分当作训练集,采用5折交叉验证法求得模型准确率,用BP神经网络进行对比实验。选择对网络模型进行评估的指标包括精确率P、召回率R、F-score、准确率A。实验结果显示CNN在对六类恒星光谱进行分类时其准确率都在95%以上,在对相邻类别的恒星进行分类时,由于O型星样本量较少,所以得到的分类结果不太理想,对其余类别的恒星分类准确率都高于98%,以上结果都证明了CNN算法能够很好地解决恒星光谱的分类问题。     

小口径双通道球幕投影镜头的设计

为提高球幕投影成像质量,提出了双通道球幕投影方案,并基于此方案,为3.05 cm(1.2英寸)3DMD芯片技术投影机设计了双通道球幕投影镜头。根据投影方案确定了设计指标,对初始结构的选型做出了合理的分析,阐述了光学设计过程,给出了像差优化及设计结果的评价。为避免镜头口径过大引起的重心不稳,通过合理控制光线入射高度,将镜头首片透镜的口径进行了大幅度的压缩,最终口径仅为102 mm。设计的成像质量高、像质均匀的球幕双拼投影镜头F#为2.5,反远比为6:1,1.0视场在38 lp/mm的Nyquist频率处MTF值为0.5,0.85以内视场的MTF值达到0.65以上,最大横向色差为4.7 μm,小于0.5 pixel。     

参数激励Duffing-VanderPol振子的动力学响应及反馈控制

研究了Duffing-Van der Pol振子的主参数共振响应及其时滞反馈控制问题．依平均法和对时滞反馈控制项Taylor展开的截断得到的平均方程表明,除参数激励的幅值和频率外,零解的稳定性只与原方程中线性项的系数和线性反馈有关,但周期解的稳定性还与原方程中非线性项的系数和非线性反馈有关．通过调整反馈增益和时滞,可以使不稳定的零解变得稳定．非零周期解可能通过鞍结分岔和Hopf分岔失去稳定性,但选择合适的反馈增益和时滞,可以避免鞍结分岔和Hopf分岔的发生．数值仿真的结果验证了理论分析的正确性．     

气溶胶粒子通过填充柱的保留时间分布测定

采用亚微米单分散聚苯乙烯球形硬气溶胶粒子和脉冲进样技术,测定了气溶胶粒子通过无规则石英砂填充柱的保留时间分布,从保留时间分布曲线得到了气溶胶粒子在填充柱中的平均保留时间和穿透率.研究了平均保留时间和穿透率与流体流速、填充柱的长度、填料粒度和气溶胶粒子大小之间的关系.研究发现,流速越大,保留时间分布曲线越尖锐,流速越小,保留时间分布曲线越平坦;气溶胶粒子的穿透率随着柱长的增加而降低,随流速、气溶胶粒子粒径和石英砂颗粒大小的减小而减小;平均保留时间随柱长增加而增大,随流速增大而减小,随气溶胶粒子粒径减小而减小,而与石英砂颗粒大小几乎无关.     

类花状羟基磷灰石催化降解孔雀石绿染料废水的研究

以膨胀石墨为微反应器,通过化学沉淀法合成类花状羟基磷灰石,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对催化剂使用前后的结构和形貌进行表征,同时考察了催化剂用量、H2O2用量、溶液初始浓度等因素对孔雀石绿去除效果的影响.根据动力学方程t/qt=1/k2q2e+t/qe,降解过程近似符合准二级动力学方程,吸附速率常数为0.0050 g·mg·min-1.当催化剂加入量为0.01 g,H2 O2体积为0.1mL,反应时间为54 min,孔雀石绿溶液(10 mg/L)脱色率达到98.7;.     

Numerical calculation for the coefficients of stokes harmonic waves of high order

This paper has reformulated the mathematical model and boundary conditions in the semi-physical plan (x,ψ)by using W.H.Hui’s method and suggested two new ways of numerical calculation for the coefficients of Stokes harmonic waves of high order. By transforming the perturbation parameter? into a new one we we rejind Cokelet’s results (1977) of phase speed and semi-waveheight expressions.     

New insights into traffic dynamics: a weighted probabilistic cellular automaton model

From the macroscopic viewpoint for describing the acceleration behaviour of drivers, a weighted probabilistic cellular automaton model （the WP model, for short） is proposed by introducing a kind of random acceleration probabilistic distribution function. The fundamental diagrams, the spatiotemporal patterns, are analysed in detail. It is shown that the presented model leads to the results consistent with the empiricaZ data rather well, nonlinear flow-density relationship existing in lower density regions, and a new kind of traific phenomenon called neo-synchronized flow. Furthermore, we give the criterion for distinguishing the high-speed and low-speed neo-synchronized flows and clarify the mechanism of this kind of traffic phenomenon. In addition, the result that the time evolution of distribution of headways is displayed as a normal distribution further validates the reasonability of the neo-synchronized flow. These findings suggest that the diversity and the randomicity of drivers and vehicles have indeed a remarkable effect on traffic dynamics.     

微生物肥料对西红花生长及代谢物的影响

在大田条件下,研究了重茬净、微生物菌剂、锦能菌宝、自制活性生物肥料4种不同微生物肥料对西红花产量、代谢物和根际微生物生态的影响。结果表明,与对照组相比,施用微生物肥料后,根际土壤中好酸性的细菌呈减少趋势,而嗜中性或碱性的细菌呈增加趋势,4种微生物肥料均能提高西红花有效球比例,表明增施微生物肥料具有缓解西红花连作障碍的功效。同时,增施重茬净、微生物菌剂、锦能菌宝和自制活性生物肥料分别引起2,3,3和13种代谢物含量上调和2,3,2和4种代谢物含量下调。     

RESPONSE OF PARAMETRICALLY EXCITED DUFFING-VAN DER POL OSCILLATOR WITH DELAYED FEEDBACK

The dynamical behaviour of a parametrically excited Duffing-van der Pol oscillator under linear-plus-nonlinear state feedback control with a time delay is concerned. By means of the method of averaging together with truncation of Taylor expansions, two slow-flow equations on the amplitude and phase of response were derived for the case of principal parametric resonance. It is shown that the stability condition for the trivial solution is only associated with the linear terms in the original systems besides the amplitude and frequency of parametric excitation. And the trivial solution can be stabilized by appreciate choice of gains and time delay in feedback control. Different from the case of the trivial solution, the stability condition for nontrivial solutions is also associated with nonlinear terms besides linear terms in the original system. It is demonstrated that nontrivial steady state responses may lose their stability by saddle-node (SN) or Hopf bifurcation (HB) as parameters vary. The simulations, obtained by numerically integrating the original system, are in good agreement with the analytical results.     

超广角数字通用型投影镜头设计

为了解决现有超广角数字投影镜头存在的缺陷和不足,并与不同类型和规格数字投影机的超广角投影匹配,给出了8组9片式超广角数字通用型投影镜头的光学系统设计.镜头焦距为8.76mm、全视场角达到97°、F数为2.12、后工作距离大于34mm、最大口径小于96mm、总长小于200mm,结构中加入了1个偶次非球面,较好地校正了轴外像差与畸变.用减少透镜数量和增大相对孔径的办法提高了像面照度;通过增大光阑慧差及减小像方半视场角,提高了像面相对照度,其值达97.46%以上.通过合理确定棱镜等效厚度及调整结构布局,使结构适配光学引擎中棱镜的有效光学厚度为16.5~23mm.设计的镜头分辨率达120lp/mm、全视场相对畸变绝对值小于1.5%.结果表明:该镜头可满足0.55in~0.76in 3LCD和1DLP类型的各种数字投影机的使用,最小投射比可达0.53∶1,投影画面偏移量最大达到389mm,结构简单,体形小,成本低,成像质量好,可批量化生产.