A Bayesian based quasi-analytical algorithm for retrieval of inherent optical properties from ocean color

The recently developed quasi-analytical algorithm （QAA） is a promising algorithm for deriving inherent optical properties from ocean color. Unlike the conventional semi-analytical algorithm, QAA does not need a priori knowledge of the spectral shape of chlorophyll absorption. However, several empirical relations, which may not be universally applicable and can result in low noise tolerance, are involved in QAA. In this study, the Bayesian inversion theory is introduced to improve the performance of QAA. In the estimation of total absorption coefficient at the reference wavelength, instead of empirical algorithms used in the QAA, the Bayesian approach is employed in combination with an optical model that uses separate parameters to account explicitly for the contribution of molecular and particle scatterings to remote sensing reflectance, a priori knowledge produced by the QAA, the Akaike＇s Bayesian information criterion （ABIC） for choosing the optimal regularization parameter, and genetic algorithms for global optimization. Coefficients at other wavelengths are then derived using an empirical estimate of particle backscattering spectral shape. When applied to a simulated dataset synthesized by IOCCG, the Bayesian algorithm outperforms QAA algorithm, especially in higher chlorophyll concentration waters. The root mean square errors （RMSEs） between the true and the derived α（440） and bb（440） are reduced from 0.918 and 0.039 m^-1 for QAA-555 to 0.367 and 0.023 m^-1 for Bayes-555, 0.205 and 0.007 m^-1 for QAA-640 to 0.092 and 0.005 m^-1 for Bayes-640, and 0.207 and 0.007 m^-1 for QAA-blending to 0.096 and 0.005 m^-1 for Bayes-blending. Results of noise sensitivity analysis show that the Bayesian algorithm is more robust than QAA.     

基于飞轮储能技术的新型UPS的研究

针对目前不间断电源(UPS)中化学电池的不足,设计并实现了基于飞轮储能技术的新型UPS系统,提出了高速飞轮充、放电方式的控制策略。飞轮储能单元代替传统的化学电池,具有免维护、寿命长、无污染的特点。充电方式下,通过飞轮转动稳定性的分析,进行了充电曲线的优化设计,针对高速、大惯量负载,采用智能复合控制方法,使飞轮转速很好地跟踪设定的优化充电曲线;放电方式下,根据电机升压斩波能量回馈原理,控制直流母线电压恒定,简化了UPS负载逆变器的控制策略。实验结果表明系统具有很好的动态特性,验证了控制策略的正确性和有效性。     

圆柱斜切体涡激振动压电俘能器的输出特性研究

随着微机电系统的广泛应用以及能源日益短缺,为微机电系统持续稳定的自供能是亟待解决的问题。提出了一种新颖的带斜切角度圆柱体涡激振动压电俘能器,以拓宽工作频带和提高输出性能。对斜切角度分别为30°、45°、60°的圆柱斜切体及光滑圆柱的涡激振动压电俘能器进行建模,采用风洞实验对其进行验证。采用该模型对斜切角分别为30°、45°、60°圆柱斜切体及光滑圆柱涡激振动压电俘能器在最优负载及不同风速下的输出电压和功率进行研究。结果表明：当最佳负载为0.5 MΩ和风速在1.413～3.164 m/s时,不同斜切角度压电俘能器的输出电压和输出功率随着风速增大先增大后减小;在斜切角为30°和3.057 m/s下的输出电压最大为4.274 V,输出功率最大为0.037 mW。相对于光滑圆柱,带斜切角度压电俘能器拓宽工作频带和提高俘获性能。斜切角为30°压电俘能器的输出功率比光滑圆柱提高106%。该工作为设计高效的压电俘能器提供一种新的方法。     

地沟油制备有机稀土化合物及其摩擦学性能研究

以地沟油为原料,制备了一种油溶性有机稀土化合物(ORE),并通过红外光谱和等离子发射光谱对其化学结构和元素组成进行了表征。用万能摩擦磨损试验机考察了有机稀土化合物在液体石蜡中的摩擦学性能,结果表明:有机稀土化合物作为润滑添加剂具有比ZDDP更好的抗磨减摩性能,有望作为新型的环境友好型润滑添加剂在工业实际中得到应用。当基础油中加入1.0%ORE时,其减摩性能和抗磨性能分别提高23%和34%,其承载能力是基础油的2.4倍。分析认为有机稀土化合物在摩擦过程中形成的含稀土的边界润滑膜可能是其具备良好极压抗磨和减摩效果的主要原因。由地沟油制备环境友好型润滑添加剂,是探索地沟油资源化利用技术的有益尝试,具有良好的推广应用前景。     

SBA-15固载脯氨酸催化剂的制备及其在不对称Mannich反应中的应用

以4-羟基-L-脯氨酸为原料合成了脯氨酸衍生物,并将其固载于介孔SBA-15分子筛上制备了Pro/SBA-15催化剂.用X射线衍射、N2吸附-脱附、扫描电镜和红外光谱等手段对Pro/SBA-15催化剂进行了表征,并考察了催化剂在不对称Mannich反应中的催化性能.结果表明,固载脯氨酸不影响SBA-15的有序介孔结构,只是其孔径、孔体积和BET比表面积有所减小,在不对称Mannich反应中具有较高的催化活性和对映选择性.与均相催化相比,以对硝基苯甲醛为反应物时可得到较高的分离收率(80%)和中等的对映选择性(ee=60%).催化剂通过简单分离后可重复使用4次以上,其催化性能基本保持不变.     

东大山保护区岩羊对繁殖地的选择及其对气候变化的适应

2008年5月,通过访问调查和样地调查,应用相关分析和主成分分析方法,对东大山保护区的影响岩羊繁殖地选择的环境因子和岩羊对气候变化的适应方式进行了分析,结果表明,影响东大山岩羊繁殖地选择的主要环境因子有地形因子、植被因子、生境类型3方面12个环境因子,其中5个环境因子有负面影响;繁殖期多选择海拔2600～3200m便于隐蔽和逃避天敌的环境;在河西平均气温升高1．2～1．4℃的环境背景下,岩羊可能的响应方式是：（1）增强适应气温升高和环境变化的适应性,适应目前活动范围内的气候变化和环境变化,维持目前的种群数量;（2）随植被带的变化减小种群密度,以适应食物和隐蔽环境的改变,特别是繁殖地的改变。     

基于神经网络的时变非线性系统迭代学习辨识

时变神经网络结构可简单地取为常规神经网络连接形式,但连接权却是时变的.如何确定时变权是应用时变神经网络时的难题.迭代学习方法是一种合理的选择,它不同于将时变连接权展成Taylor级数,通过训练多项式系数的处理方法.而且,后者的处理方式不可避免地存在截断误差.对于有限区间连续时变非线性系统的神经网络建模与辨识,借助于重复运行过程,以迭代学习算法调整权值,进行网络训练.不计逼近误差,提出的学习算法能够使得辨识误差在整个区间上渐近收敛于零.为处理非零但有界的逼近误差,采用带死区的迭代学习算法.逼近误差界值已知时,文中证明带死区修正的迭代学习算法使得辨识误差在整个区间上渐近收敛于由死区界定的邻域内.对于逼近误差界值未知的情形也进行了讨论.     

三环非均匀混合偏振同轴矢量光束的聚焦特性

基于Richards-Wolf矢量衍射积分公式,数值分析了同轴三环非均匀混合偏振矢量光束经过高数值孔径透镜的聚焦特性。该矢量光束由同轴三环局域线偏振矢量光束通过一个相位延迟角为δ的液晶相位延迟器产生,光束偏振变为包含线偏振、圆偏振和椭圆偏振的混合态。同轴三环局域线偏振矢量光束的偏振分布是由径向向内偏振的外环光束、径向向外偏振的内环光束和线偏振方向与径向方向夹角为φ2的中环光束构成。数值模拟结果显示该混合偏振矢量光束的聚焦强度分布与参数φ2和相位延迟角δ密切相关,当选取适当的φ2和δ时,在焦平面附近产生沿光轴方向的三维多点光俘获结构——暗光链,这在光学微操纵领域具有潜在的应用价值。     

不同脱粒方式对玉米籽粒损伤的影响规律

针对籽粒损伤成为制约玉米籽粒直收技术推广应用的核心问题,研制了钉齿式和板齿式两种脱粒装置并进行了对比试验.结果表明:在相同滚筒转速、凹板间隙及籽粒含水率条件下,虽然板齿式和钉齿式脱粒装置都可以实现玉米的籽粒直收,但是板齿式脱粒装置表现更优,其籽粒损伤率仅为2.2％左右,较钉齿式降低了2％.该研究为选择合适的玉米脱粒技术提供了数据支持.