一、周期性任意波形的相关分析（论文文献综述）
李建[1]（2021）在《基于光子辅助的微波任意波形生成技术的研究》文中进行了进一步梳理微波光子技术是融合了微波和光子学两大领域的交叉学科,自诞生之日起就引发了研究者们的广泛关注。基于光纤器件的光子技术带宽大,损耗低,抗电磁干扰的特性为宽带微波的产生、传输、处理创造了条件,而微波技术发展成熟,为基于光子学的毫米波甚至太赫兹波的研究创造了桥梁。微波光子技术发展至今,已经覆盖包括微波信号生成,传输,处理等微波研究的各个领域。微波光子任意波形是包括频率（或带宽）在微波频段的正弦波、三角波、方波、锯齿波、线性调频信号,超宽带信号等在内的信号波形。这些信号波形在高速光信号处理如高速电光开关、信号复制与波长转换、微波测量技术、相控阵雷达、射电天文学等领域有重要应用。基于光子辅助的微波任意波形生成方案可以生成高速、大带宽,大动态范围的微波信号,并且可以和波分复用技术相结合,构建多通道的信号生成系统;随着集成光子学的发展,可实现信号生成系统的芯片集成。论文提出了一种基于双驱动马赫曾德尔调制器的三角波与方波生成方案,并通过实验验证了其可调谐性,生成了重复频率为5 GHz,8 GHz和10 GHz的三角波与方波,并分别计算了实验值与理论值的均方根误差（RMSE）。在此基础之上,我们构建了基于双激光器结构的光电振荡器,验证了其可调谐性,并基于OEO的结构生成了宽带可调谐的三角波、方波。OEO的调谐范围从4.38 GHz到13.47 GHz,在输出频率为5 GHz时,相位噪声性能为-112 d Bc/Hz@10 KHz。最后,面向相控阵雷达系统对波束成形的要求,我们对基于双偏振-双驱动马赫曾德尔调制器生成锯齿波与三角波的方案进行了理论分析和仿真验证,论证了方案的可行性。
胡立恩[2]（2021）在《基于石英增强光声/光热光谱的气体传感技术研究》文中指出石英音叉于2002年首次应用于光声光谱技术,由于其独特的优势,如体积小、品质因数高、成本低廉等,近年来在激光吸收光谱技术中得到了非常广泛的应用。石英音叉不仅可以作为声学换能器应用于石英增强光声光谱技术,还可以基于热弹性效应应用于石英增强光热光谱技术。论文围绕基于石英音叉的气体传感技术,即石英增强光声/光热光谱技术,展开理论及实验研究,具体开展了如下研究工作:首先,介绍了目前在光学类气体传感器中普遍采用的吸收光谱技术及其对应的检测原理,引出了本论文研究的光声/光热光谱技术,紧接着对石英增强光声/光热光谱技术的研究现状及发展方向进行了阐述,并系统地研究了石英增强光声/光热光谱技术的基础,包括石英音叉的理论模型及特性参数的测量方法、光声/光热信号的产生与增强方法、系统的响应时间、系统噪声及性能评估方法等。论文还详细介绍了石英增强光声/光热光谱技术中采用的数值分析方法,进而提出了应用于仿真分析的三个数值分析模型,即石英音叉振动模态分析模型、光声测声器的数值优化模型和光热激发参数的数值优化模型等,并给出了部分仿真结果,为后续的实验研究提供了必要的仿真分析基础。然后,提出了嵌入型离轴石英增强光声光谱技术。给出了该技术的研究背景及意义,并结合数值仿真和实验细致地优化了该技术中所采用的测声器的结构参数。实验结果表明:嵌入型离轴石英增强光声光谱技术同时具有较低的组装和准直难度（本质上为离轴配置的变形方式,激光束无需穿过石英音叉叉指间隙）、较高的检测灵敏度（双共振管配置的信噪比增益可以达到～40,优于传统双共振管共轴实现的信噪比增益～30）和声学耦合强度（通常通过品质因数的变化来评估共振管与石英音叉的声学耦合强度,双共振管嵌入型离轴配置下品质因数由>10000降至～2500,与传统共轴配置下的声学耦合强度相当）。基于水汽检测实验,定量地评估了嵌入型离轴石英增强光声光谱技术的检测性能。当积分时间为1 s时,实现的1σ（σ为标准差）检测下限为0.159 ppmv（百万分之一的体积比）,对应的归一化噪声等效吸收系数（Normalized Noise Equivalent Absorption coefficient,NNEA）为6.59×10-9 cm-1·W?Hz-1/2,证实了嵌入型离轴石英增强光声光谱技术具有较高的检测灵敏度。之后,提出了全光纤石英增强光热光谱技术。该技术有效地提高了石英增强光热光谱传感系统的紧凑性。介绍了该技术的研究背景及意义,并通过仿真和实验,详细地优化了光纤导光的情况下,激光光束在石英音叉表面的激励参数。研究了全光纤石英增强光热光谱技术的特性,如功率特性、响应特性、背景噪声等。通过甲烷检测实验,定量地评估了全光纤石英增强光热光谱技术的检测性能。不同于传统自由空间石英增强光热光谱技术,全光纤石英增强光热光谱技术的主要噪声源为模式干扰噪声。得益于光纤传感的优势,基于全光纤石英增强光热光谱技术所研制的传感系统通常结构更加紧凑,易于集成,且可以应用于远程和多点检测。最终实现的1σ检测下限和NNEA分别为48.8 ppmv和9.66?10-9cm-1·W·Hz-1/2。最后,研制了四种可以应对不同检测需求的光声/光热光谱气体传感系统:（1）基于嵌入型离轴石英增强光声光谱技术,采用双管增强的测声器结构,研制了高灵敏度的甲烷气体传感系统。在该传感系统中,选择了中心发射波数为6046.9 cm-1的分布反馈型半导体可调谐激光器作为光源。基于三维激光打印技术设计并研制了体积仅3?2?1 cm3、总重量仅9.7 g的光声检测模块。结合波长调制光谱技术和二次谐波检测原理,研制了甲烷传感系统。细致地优化了传感系统的调制深度、光路结构等。系统中锁相放大器的积分时间为0.3 s,低通滤波器的衰减斜率为18 d B/oct,最终实现的1σ检测下限和NNEA分别为8.62 ppmv和1.80?10-8 cm-1·W·Hz-1/2。（2）基于嵌入型离轴石英增强光声光谱技术和时分复用技术,采用双通道的测声器结构,研制了双组分（甲烷/乙炔）气体传感系统。选择的甲烷和乙炔的气体吸收峰波数分别为6046.9 cm-1和6521.2 cm-1。通过光纤准直器将两个半导体可调谐激光器的出射光分别引导后无接触地穿过测声器的两个分立的检测通道,采用单个石英音叉和单个锁相放大器实现了双组分气体的分时检测。介绍了整个传感系统的研制过程。针对双通道检测的需要,采用三维激光打印技术重新定制了光声检测模块。当积分时间为1 s时,甲烷和乙炔的1σ检测下限分别为7.63 ppmv和17.47 ppmv,对应的NNEA分别为7.24?10-8cm-1·W·Hz-1/2和3.73?10-8cm-1·W·Hz-1/2。（3）基于石英增强光热光谱技术,采用光纤耦合探针作为气室,研制了远程原位甲烷气体传感系统。首先,介绍了光纤耦合探针的结构,然后设计了对应的传感系统。通过实验细致地优化了传感系统的性能。为了缩短系统响应时间,制定了波长锁定的检测方案。通过在吉林大学校内开展现场气体泄漏检测实验,证实了传感系统具有远程监测能力和较短的响应时间（<12 s）。当积分时间为0.3 s时,系统的1σ检测下限为～11 ppmv,对应的NNEA为6.03?10-9 cm-1·W·Hz-1/2。（4）基于石英增强光热光谱技术,采用双光程赫里奥特多通池作为气室,研制了高灵敏度的甲烷气体传感系统。通过结合双光程赫里奥特型气室,分析了两种不同光程下的石英增强光热光谱传感系统的检测性能。传感系统中锁相积分时间为30 ms。当光程从6 m提高到20 m时,系统的1σ检测下限由7.19 ppmv降低到2.59 ppmv,对应的NNEA分别为3.68?10-9 cm-1·W·Hz-1/2和8.06?10-10 cm-1·W·Hz-1/2。实验结果表明:在一定范围内,系统检测下限会随着光程的提高而降低。理论分析表明:随着光程的变化,影响系统性能的因素可能包括光路传输损耗、吸光度以及背景噪声等多个因素。因此,为了实现较好的检测性能,要根据实际系统的光学传输损耗情况合理选择光程,以平衡传输损耗、吸光度和背景噪声的影响。本论文的创新点在于:（1）针对传统石英增强光声光谱技术无法同时实现较高的检测灵敏度、较高的声学耦合强度和较低的组装及准直难度的问题,提出了嵌入型离轴石英增强光声光谱技术。通过仿真和实验细致地优化了嵌入型离轴石英增强光声光谱技术中测声器的结构参数,并通过气体检测试验定量地评估了该技术的检测性能,证实了该技术具有较好的应用前景,从而在一定程度上推动了石英增强光声光谱技术的发展;（2）针对传统石英增强光热光谱气体传感系统存在体积庞大,紧凑性差的问题,提出了全光纤石英增强光热光谱技术。通过仿真和实验细致地优化了全光纤石英增强光热光谱技术中的光学激发参数,并通过试验证实了全光纤石英增强光热光谱传感系统的检测灵敏度较好,并探讨了进一步提高检测灵敏度的方法;（3）针对传统石英增强光热光谱气体传感系统不适用于气体远程监测的问题,将光纤耦合探针引入到石英增强光热光谱技术中,并通过将激光器的中心波长锁定在目标气体吸收线提高了传感系统的响应速度,进而研制了远程实时甲烷监测系统。通过现场气体泄漏监测实验,证实了研制的传感系统具有远程监测能力,且具有较短的响应时间（<12 s）。
马浩群[3]（2021）在《基于振动和电机电流分析的行星轮轴承故障诊断研究》文中认为行星齿轮箱具有多个行星轮构成的平行传动路径来分担负载扭矩,相比于定轴齿轮箱结构紧凑、传动比大,因而被广泛应用于直升机、船舶、风力发电和车辆的传动系统中。一旦机械系统中的行星齿轮箱发生故障,可能会降低机器的工作效率,增加运营成本,因此对其进行状态监测和故障诊断具有重要的经济价值。行星轮轴承除了负责支撑行星轮的旋转外,还需要承担传动负载,并受到行星轮载荷分布的影响,因此容易产生故障。而且,行星轮轴承的运动包含随着行星架围绕太阳轮的公转和围绕行星轮的自转,所以振动信号复杂。1)由于加工或装配的误差,行星轮往往存在不同程度的不均载现象,为了支撑行星轮轴承的故障诊断,需要研究行星轮不均载的机理和振动特征,主要考虑了行星轮轴中心的位置偏差、输入扭矩大小、行星轮数目、系统固有振动和时变传递路径影响,提出了行星轮不均载的振动信号模型,所揭示出的齿轮振动特征为后续行星轮轴承信号的频谱结构分析提供了参考;2)为了克服传统的谱峭度对周期性冲击提取的局限性,利用基于谱负熵的信息图,有针对性地确定行星轮轴承故障引起的周期性冲击序列所在的频率范围,从而设计出最优带通滤波器参数,结合包络解调和频率解调方法诊断故障;3)建立了考虑滚动体滑移的行星轮轴承振动信号模型,改进了多点最优最小熵解卷积算法（MOMEDA）,利用谱负熵估计滚动体滑移系数,成功解决了振动信号频谱模糊和故障信号微弱的问题;4)针对变转速工况,建立了非平稳振动信号模型,结合多阶概率转速估计方法（MOPA）和自适应广义迭代解调算法（AIGD）,在精确提取大幅度快速波动的瞬时转速的基础上,通过高精度的时频表示识别出瞬时故障特征频率,实现了非平稳工况下行星轮轴承故障诊断;5)在行星齿轮传动的风力发电系统中,考虑行星轮轴承故障对发电机电流的影响,建立了用于行星轮轴承故障诊断的发电机定子电流信号模型,提出了幅值解调和频率解调分析流程,由于电流信号幅值不受行星架旋转调制,降低了信号复杂性,同时避免了振动传感器测点不易布置问题。所有模型和算法的有效性,均经过了行星齿轮箱实验信号的验证。
雷晟存[4]（2021）在《标准数字抖动产生模块设计与实现》文中指出随着目前数字系统之间传输速率达到Gbps级,高速率下的数据传输稳定性与准确性成为评价数字系统是否正常、稳定工作的重要判据,其中数字信号在时序上的抖动成为影响数据在高速率下正确传递的关键因素。本论文基于“数字系统抖动特征的快速提取与抖动注入校正方法与技术研究”和“定时数据发生器”课题中,要求对数据码型产生多种类型的幅度、频率可控的抖动,在现有抖动研究基础上,研究如何精确的向数据码型针对性的产生抖动分量,以满足现代数字信号领域中高速数字系统的抖动性能测试。本论文主要对以下方面进行了研究:（1）对数字信号的抖动从时域、频域与统计域特性进行了分析,并结合课题指标要求与技术难点,针对性的对数字系统中数字信号的幅度噪声到时序抖动的转换,电路中串扰、反射或其他信号完整性问题引起的时序抖动进行了分析,以减小抖动产生模块本身引入的不期望的抖动。（2）对基于模拟调制抖动产生方法与基于PLL结构的抖动产生方法进行原理性研究,设计了相关电路和搭建相关平台进行测试,并结合课题指标要求,对其中抖动幅度与频率之间耦合的问题以及电路本身引入不期望的噪声过抖动大分析了其原因。（3）提出基于数字合成和DTC数字时间转换技术的标准数字抖动产生方法并设计相关电路,实现了项目指标要求的在10MHz～2Gbps数据率的数据码型上产生正弦、方形、三角与高斯噪声抖动,抖动频率覆盖范围为0.015Hz～1.56MHz、幅度覆盖范围为30ps～16.5ns,且可实现门控信号下部分码型的全部码型加抖的功能。（4）从电源完整性与信号完整型出发,研究如何通过设计上的改善,降低电路本身引入的抖动与噪声,使模块在不对数据码型产生抖动时输出信号中随机抖动仅2.77ps,以满足项目指标要求对Gbps级数据码型产生最小30ps幅度的抖动,保证产生抖动不被噪声或串扰等因素引起的不期望的抖动淹没,使产生的抖动标准化。
胡淑云[5]（2021）在《时域Talbot效应及其应用的研究》文中进行了进一步梳理空间自成像效应是一种近场衍射的结果,即当平面波透过周期性的光栅传播时,在离光栅特定距离的位置上,会有与光栅相同的图案出现。为了纪念其发现者H.F.Talbot,空间自成像效应也被称为Talbot效应。后来,根据时空对偶性,T.Jannson发现在时域上也存在着相应的Talbot效应。将周期性的光脉冲序列通过色散器件传输,根据一阶色散量与光脉冲序列周期之间的关系,时域Talbot效应可以分为整数阶和分数阶效应。其中,整数阶时域Talbot效应可以产生与输入周期性光脉冲序列相同的信号。而分数阶时域Talbot效应可以应用产生高重复频率的光脉冲序列。在输入脉冲序列占空比的倒数大于输出信号倍增因子的情况下,可以保持单个脉冲的特征不改变。至今,基于其噪声波动小、能量利用率高的特点,时域Talbot效应在信号强度的无源放大、高重复频率脉冲信号的产生、模拟信号的实时频谱分析等领域展现了良好的应用前景。本论文针对时域Talbot效应及其应用开展研究,设计了基于逆时域Talbot效应来实现离散傅里叶变换系统,并设计了基于时域Talbot效应的任意波形产生系统。分别对上述系统进行了完整的理论分析和公式推导,通过仿真模拟进一步证明了所述两种系统理论结果的有效性,并探讨所提出系统在光信号分析和处理中的潜在应用。本文的主要研究内容和研究成果如下:1、基于逆时域Talbot效应,提出实现离散傅里叶变换的新方案,可得到复数值的输出。结合理论分析,得到了输入数据序列幅度与该系统输出之间的关系,满足离散傅里叶变换。同时解决了已有方案中,数据序列离散傅里叶变换后相位信息丢失的问题,并且输入输出脉冲的重复频率保持不变。最后通过数值仿真,将重复周期为0.03 ns的光脉冲序列,传输经过色散量满足逆时域Talbot效应的色散介质,验证了该系统的有效性;2、基于时域Talbot效应中存在实时傅里叶变换特性,提出了全新的高速任意波形产生方案。给出完整的理论推导,来论证输入射频信号与该系统输出之间的关系,通过改变输入信号中频率成分来获得任意的时间波形。最后通过数值仿真,利用重复周期为205 ps的光脉冲序列,对模拟信号进行采样,然后通过色散量满足整数阶时域Talbot效应的色散介质,即一阶色散量为6738 ps2,验证了其正确性。该方案有望成为高速可重构任意波形产生的潜在解决方案。
江勇[6]（2020）在《基于钢轨信道应急通信与定位技术研究》文中认为钢轨是坑道中比较常见的设施,当发生矿难时,坍塌的泥土、岩石等有可能会造成常规有线、无线通信信道中断,钢轨由于其物理特性,通常不会发生断裂,仍能够穿过坍塌物体。弹性波信号可以通过钢轨直接连通被困人员与救援人员,因此可以通过钢轨信道传输弹性波信号,弹性波信号上承载低码率数字信号,传递关键救援信息。基于钢轨的应急通信系统可以作为一种非常规情况下的补充应急通信手段。针对钢轨中振动信号传播特性,论文首先介绍了弹性波振动基本理论及相关概念;然后研究了有限元数值分析方法在弹性导波中的应用;继而在ANSYS中建立了钢轨的有限元分析模型,采用有限元特征频率法研究了常规波导结构、任意形状横截面钢轨结构中弹性导波的传播特性。针对影响钢轨波导中振动信号传播的关键要素,论文首先根据周期性轨道结构的弹性波带隙特性,明确了钢轨通信系统中载波频率的选择理论依据;然后根据灾害发生后,钢轨信道所处的不同环境条件,进一步研究了钢轨长度,约束方式对钢轨特征频率的影响;继而基于弹性波边界理论研究了弹性波信号在不同钢轨边界条件时的反射和透射特性。针对在低带宽复杂环境下信息加载及信号检测,论文首先研究了系统中激振源和接收换能器的工作原理;然后针对振动信号传播时噪声,信道特点,研究了振动信号检测降噪算法;继而针对钢轨信道传输带宽小,研究了适合钢轨传输的语音编码方式,实现对语音信息的压缩,减小信道中数据传输量。针对通信系统的振源定位,论文研究了多加权复合振源定位方法。首先研究了根据信号衰减确定振源位置,并对灾害导致轨道被掩埋、损坏、岔道对振动源距离测量精度影响进行了分类研究;然后基于不同位置激振源的频谱特性差异,采用频谱特征标签作为激振源的定位凭据;继而借鉴了以太网基于RFC2544协议测试时延的方法,研究以时间测量法定位激振源位置。针对钢轨通信系统的原理及具体实现,论文首先基于软件无线电原理及思想,提出了以钢轨为传输信道的通信系统软硬件实现方案;然后针对钢轨通信系统信源、信道、信宿的特点,研究了钢轨通信系统的通信原理,设计了整机实现方案,系统通信协议,系统通信处理机制;继而研究分析了振动通信系统中干扰噪声的源头,噪声对信号的影响,并提出了对应的抗干扰技术,实现对关键语音信息,关键文本的正常低误码传输。在论文最后对项目创新点和研究工作进行了总结,讨论了未来的研究方向。
李基隆[7]（2020）在《基于微波光子的频域离散处理技术研究》文中认为当前社会正处于信息时代,各种通信技术发展迅速。作为大多数情况下的信息载体,电磁波尤其是微波的处理是通信的关键技术之一。随着科技的发展,在通信、导航、识别、传感、电子对抗等领域,对微波处理提出了更高的要求,主要包含更低的延时、更大的带宽、更高的可重构性等。微波光子结合了光的宽带低损特性和电的精准控制特性,在众多射频信号处理领域受到广泛青睐。针对微波光子频谱处理,本论文提出了频域离散处理（SDP）理论,通过频域采样,并合理设计对应的频域抽头,可以实现给定的目标时域冲击响应,同时也就实现了对应的频域响应。该理论与有限冲击响应（FIR）滤波器理论呈现出傅里叶变换对关系,区别在于采样函数的不同,前者对应的是频域的窄带滤波器形状,后者对应的是时域冲击函数形状。SDP中当采样函数的宽度与采样周期的比值（占空比）约等于1时,通过设计合适的频域采样函数形状,可以避免FIR理论中目标响应的重复性出现,小于1时则会出现目标时域冲击响应在时域的重复出现。论文讨论了 SDP理论中频率分辨率、时间分辨率、采样函数、频域截断等关键因素的影响,通过该理论可以设计可重构滤波、可调延时、色散等常用频谱处理手段。SDP理论可以与FIR理论形成互补,完善微波光子频谱处理理论,提供了一个新的频谱处理的角度。本论文首先提出了一种有广泛应用意义的SDP微波光子实现方案。通过光频梳的频谱多播功能与高Q值FP腔的周期性滤波功能结合,将FP腔周期性的窄带滤波特性无缝地拼接到射频域,通过技术成熟的光学可编程器件预先对FP腔的各个透射峰进行幅相控制,完成离散化频谱处理中的频域抽头赋值,最终实现预期的滤波特性。从电-光转换的角度,输入信号的频谱经历了信道（频段）分离-信道合并的过程,本文称之为带宽变换。带宽变换这一特性从幅频特性上体现为,可以将一个10 GHz量级低分辨率的可编程光滤波器带宽压缩地映射成一个10MHz量级高分辨率的微波可编程滤波器,从相频特性上体现为,可以将光上的延时或色散映射到电上的过程中实现延时或色散值的高倍数放大,实验中实现了约200倍的延时放大和约40000倍的色散放大。针对输出时长受限的频域处理,本论文研究了一种基于高Q值光纤环级联的频域离散化实现方案,应用于色散的等效上,创造性地提出了离散色散的概念,并基于此实现了实时傅里叶变换（频时映射）。离散色散在频谱上有周期性的开关并保证相位在频谱处于开的情况下符合二次抛物线响应,根据SDP理论与经典色散傅里叶变换理论,离散色散可以将对相匹配的啁啾脉冲进行解啁啾得到周期性的脉冲输出,每个周期都是输入信号频谱的时域映射形状。由于只需要实现离散频率处的相移值而不是传统意义中连续频率上的真延时,因此可以在紧凑的装置下实现巨大的色散。实验上,通过一个环长为0.5米的光纤环实现了离散色散,成功将输入信号的频谱周期性地映射到输出的时域波形上。频时映射的带宽达到了 400MHz,分辨率达到了25MHz。等效的色散高达6.25ps/MHz,相当于4600km标准单模光纤产生的色散大小。这对突破大色散光学器件的伴随延时和体积方面的限制有着重要的参考意义。
马帅[8]（2020）在《基于车辆响应的轨道几何状态评价方法研究》文中指出科学的轨道几何状态评价方法是保障列车安全舒适运行的重要支撑,车辆响应是评价列车运行安全舒适性的重要指标。由于轨道几何与车辆响应之间关系复杂,轨道几何局部峰值和轨道质量指数的评价方法很难反映列车运行安全舒适状态。因此,需要研究建立基于车辆响应的轨道几何状态评价方法。本论文在系统分析轨道几何和车辆响应之间相关性的基础上,利用深度学习方法提出了车辆响应预测模型,然后通过轨道几何预测轮轨力、车体加速度、舒适度等车辆响应指标,最后利用层次分析法和模糊综合评价对轨道几何和车辆响应等多指标进行综合,提出了轨道几何状态评价方法。论文主要研究内容和成果如下:（1）采用统计分析、时频分析等方法,系统分析了轨道几何与车辆响应的相关性和多波段统计特征。针对轨道几何与车辆响应之间的复杂关系,结合相关分析、相干分析、传递函数等方法,从单变量和多变量、时域和频域、线性和非线性等方面,对二者的相关性进行了定量分析;提出了基于小波分析的多波段成分提取方法,分析确定了轨道几何与车辆响应多波段成分的概率分布特性与重复性特征,为车辆响应预测的数据建模奠定基础。（2）采用深度学习方法,提出了瞬时车辆响应预测模型和车辆响应区段状态指标预测模型。针对传统机器学习模型在特征学习和泛化能力方面的不足,基于深度学习中具有数据趋势信息学习能力的长短时记忆网络（Long short-term memory,LSTM）,建立了LSTM瞬时车辆响应预测模型;针对LSTM难以有效学习轨道几何长距离趋势信息和多波段统计特征的不足,将同时具有形状特征学习能力和数据滤波功能的卷积神经网络（Convolutional neural network,CNN）与LSTM相结合,提出了CNN-LSTM瞬时车辆响应预测模型,以提高模型的预测准确度;根据“轨道几何→车辆响应→区段状态指标”的逻辑关系,将CNN-LSTM与多层感知机（Multi-layer Perception,MLP）相结合,利用MLP学习瞬时车辆响应与区段状态指标的复杂函数关系,提出了CNN-LSTM-MLP车辆响应区段状态指标预测模型,并针对区段状态指标预测任务建立了多目标损失函数和基于局部梯度下降算法的模型训练方法,为车辆响应预测和基于车辆响应的轨道几何状态评价提供支撑。（3）考虑列车运行安全性和旅客乘坐舒适性,利用轨道几何预测轮轨力、车体加速度、舒适度指标,并对模型的预测性能和预测结果进行了对比分析。利用LSTM瞬时车辆响应预测模型预测轮轨力,并由轮轨力计算脱轨系数、轮重减载率等安全性指标,利用CNN-LSTM瞬时车辆响应预测模型预测车体加速度,利用CNN-LSTM-MLP车辆响应区段状态指标预测模型预测舒适度指标。为了使模型的预测性能达到最优,采用参数敏感性分析和预测性能对比的方法确定了车辆响应预测模型的结构参数和训练参数。分析发现,轮轨力和车体加速度的绝对预测误差小于检测精度,预测舒适度指标的精度等级接近1级,预测准确度显着优于传统机器学习模型。此外,预测的轮轨力和车体加速度有助于定位影响列车运行安全舒适性的局部轨道几何病害,预测的舒适度指标有助于识别旅客乘坐列车舒适性较差的轨道区段。（4）结合层次分析法和模糊综合评价,对预测的车辆响应指标和既有轨道几何指标进行综合,提出了轨道几何状态模糊综合评价方法。针对既有轨道几何评价方法无法客观反映车辆响应的不足,以预测的车辆响应指标为主要因素、以既有轨道几何指标为辅助因素,建立了综合评价的因素集,并对既有评价等级进行了精细划分,建立了等级集和综合评价体系;参考既有管理标准制定了轨道几何指标与车辆响应指标的分级管理标准,针对既有超限扣分法存在跳跃性的不足,提出了连续型扣分函数,进而建立了基于扣分函数的因素集计算方法;采用层次分析法计算因素集权重,采用模糊综合评价计算等级集的模糊隶属度,并在此基础上,提出了数值连续的模糊综合评价指标和具有模糊边界的管理标准,建立了轨道几何状态模糊综合评价方法;通过对比既有轨道质量指数评价方法发现,轨道几何状态模糊综合评价方法能够同时反映轨道平顺性、列车运行安全性、旅客乘坐舒适性,实现轨道几何状态的连续性、模糊性、精细化综合评价。
李强[9]（2020）在《电机单方向转动工艺约束下连铸结晶器振动位移跟踪控制研究》文中研究表明连铸结晶器是钢铁生产过程中的铸坯成型设备,结晶器按非正弦振动是发展高效连铸、提高生产效率的重要技术之一。伺服电机驱动的连铸结晶器振动装置是一种新型的非正弦振动发生装置,通过电机的单方向、变角速度转动,经机械传动机构,驱动结晶器实现非正弦振动,该装置具有结构紧凑、节能降耗、易于维护等优点。但伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统前向通道中存在电机转角（或转速）到结晶器振动位移间的非线性周期函数关系、电机单方向转动工艺约束（即转速控制量恒为正值且存在上限,具有非对称饱和特性）、较大的快时变负载干扰及不确定性问题,这对控制系统的稳定性和控制精度带来不利影响。因此,本文对考虑电机单方向转动工艺约束、具有非线性周期函数关系的结晶器振动位移系统的跟踪控制问题进行研究。首先,针对电机单方向转动工艺约束和结晶器振动位移系统前向通道中存在的非线性周期函数问题,分别提出结晶器振动位移给定量前馈-反馈复合控制方案,以及考虑扰动观测器前馈补偿的复合控制方案。在给定量前馈-反馈控制方案中,给定量前馈控制通过构建电机转速期望值与结晶器振动位移期望值及其一阶导数之间对应的非线性函数关系实现,反馈控制采用重复PI控制器实现。在此基础上,考虑扰动观测器前馈补偿的控制方案,利用扰动观测器估计系统不确定性对结晶器振动位移的影响,并转换为电机转速差值进行前馈补偿,以提高结晶器振动位移系统的鲁棒稳定性和跟踪控制精度。其次,针对伺服电机负载转矩随结晶器上下振动时由于重力作用而产生较大的快时变负载干扰问题,通过结晶器振动位移到伺服电机转角间一一对应的分段函数关系,分别设计结晶器振动位移系统自抗扰控制器和滑模自抗扰控制器。自抗扰控制器采用扩张状态观测器估计系统状态量和整体不确定性,采用参数估计器估算系统时变参数,实现抗干扰跟踪控制;利用幂次趋近律与等速趋近律相结合的混合趋近律滑模控制来减小滑模面趋近时间,并建立趋近律参数与整体不确定性间的定量关系。通过仿真验证两种方法的有效性。再次,针对结晶器振动位移系统前向通道中存在的非线性周期函数问题、时变负载扰动及系统不确定性问题,设计一种考虑电机单方向转动工艺约束的结晶器振动位移系统滑模控制器。将结晶器振动位移跟踪误差转换为对应的电机转角误差,基于切换函数设计观测器估计整体不确定性,进而设计滑模控制器,以实现结晶器振动位移跟踪误差一致有界。最后,利用实验室搭建的伺服电机驱动的连铸结晶器模拟振动装置,基于西门子Simotion D425控制器进行实验研究。根据伺服控制器集成了电机转速环和电流环控制器的特点,主要对电机单方向转动工艺约束下,结晶器振动位移给定量前馈-反馈复合控制方法进行实验研究。
张磊[10]（2020）在《方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究》文中提出在长距离超声导波无损检测中,通常采用回波法进行缺陷检测,但当缺陷靠近远端时往往会出现在常规监测时域区间内缺陷回波丢失的问题,即远场盲区问题,而该区域往往是缺陷高发区。本文以长杆方钢为例,对超声导波检测中的远场盲区问题进行研究。主要工作和创新性成果如下:1.为提高仿真效率,采用二维等效模型进行方钢超声导波模型的简化,通过仿真和实验对比的方法,验证了该等效模型的有效性。在实验验证方法研究中,为减小实验中耦合剂引起的信号衰减,提出并研制了锂基油脂作为实验用超声耦合剂,有效改善了超声信号在探头与试件接触处的透射性能;从理论上合理解释了实验中的特定非期望波产生的原因（即入射波小角度偏差）,分析了非期望波对入射总能量的分配的影响;2.对基于双探头反射法的长距离超声导波盲区现象及接收信号特点进行了理论分析和推导。基于理论分析,推导出超声导波盲区的量化范围;总结出缺陷反射波形的五种常见模态转换形式,分析了超声导波盲区缺陷波形的叠加规律:3.提出基于第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间差值包络相关运算的盲区缺陷定位算法。通过将接收信号中第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间波形与仿真波形包络进行相关运算,判断缺陷位置,并通过实验验证了其有效性;4.提出基于时频转换方法的缺陷形状识别算法。以经典的方形、三角形和圆形形状的缺陷为例,先对接收波形采用时频转换PWVD算法得到第Ⅰ、Ⅱ监测时域区间的时频图,再采用卷积神经网络算法进行损伤分类识别。论文采用仿真方法建立了1200张三种形状的中间伤和边界伤样本库,测试结果表明,中间缺陷和边界缺陷分类的识别准确度分别为0.89和0.85。综上所述,本文从方钢二维等效模型、超声导波盲区相关理论和缺陷检测算法等方面进行了研究,相关研究结果为超声导波盲区检测理论和方法提供一定的参考。
二、周期性任意波形的相关分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、周期性任意波形的相关分析（论文提纲范文）
（1）基于光子辅助的微波任意波形生成技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微波光子技术 |
| 1.2 微波任意波形 |
| 1.2.1 基于注入锁定技术的任意波形生成方案 |
| 1.2.2 基于外调制器的微波任意波形发生方案 |
| 1.2.3 基于光电振荡器的微波任意波形发生方案 |
| 1.2.4 任意波形的评价指标 |
| 1.3 小结 |
| 2 电光调制与光电振荡技术 |
| 2.1 电光调制 |
| 2.1.1 相位调制器 |
| 2.1.2 干涉型马赫增德尔调制器与马赫增德尔干涉仪 |
| 2.1.3 双平行马赫曾德尔调制器 |
| 2.1.4 偏振相关调制器 |
| 2.2 光电振荡器 |
| 2.2.1 阈值条件 |
| 2.2.2 调制器的线性响应函数 |
| 2.2.3 起振幅度与频率 |
| 2.2.4 相位噪声 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于DDMZM的三角波、方波生成研究 |
| 3.1 理论分析与仿真验证 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.3 链路谐波信号产生原因分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于双环OEO的任意波形生成研究 |
| 4.1 理论分析 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于DPo L-DDMZM的任意波形生成研究 |
| 5.1 锯齿波生成理论分析与仿真验证 |
| 5.2 三角波生成理论分析与仿真验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 未来展望 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）基于石英增强光声/光热光谱的气体传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 气体吸收光谱技术 |
| 1.2.1 直接吸收光谱技术 |
| 1.2.2 波长调制光谱技术 |
| 1.2.3 腔增强吸收光谱技术 |
| 1.2.4 光声/光热光谱技术 |
| 1.3 石英增强光声/光热光谱技术及其发展现状 |
| 1.3.1 石英增强光声光谱技术的发展现状 |
| 1.3.2 石英增强光热光谱技术的发展现状 |
| 1.4 本论文的主要内容 |
| 第2章 石英增强光声/光热光谱技术基础 |
| 2.1 石英音叉的理论模型 |
| 2.1.1 机械及电学模型 |
| 2.1.2 石英音叉的压电效应 |
| 2.2 石英音叉的特性参数 |
| 2.2.1 特性参数及其测量方法 |
| 2.2.2 基于电激励方法的石英音叉电学参数测量系统 |
| 2.3 石英增强光声/光热光谱技术特性研究 |
| 2.3.1 光声/光热信号的产生及检测 |
| 2.3.2 光声/光热信号的增强方法 |
| 2.3.3 系统的最短响应时间 |
| 2.3.4 系统噪声 |
| 2.3.5 系统性能评估 |
| 2.4 石英增强光声/光热光谱技术的数值分析方法 |
| 2.4.1 石英音叉的振动模态仿真 |
| 2.4.2 光声测声器的数值优化模型 |
| 2.4.3 光热激发参数的数值优化模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 新型石英增强光声/光热光谱气体传感技术 |
| 3.1 嵌入型离轴石英增强光声光谱技术 |
| 3.1.1 嵌入型离轴石英增强光声光谱技术背景 |
| 3.1.2 测声器结构设计 |
| 3.1.3 测声器参数的数值仿真优化 |
| 3.1.4 测声器参数的实验优化 |
| 3.1.5 检测性能评估 |
| 3.1.6 对比分析 |
| 3.2 全光纤石英增强光热光谱技术 |
| 3.2.1 全光纤石英增强光热光谱技术背景 |
| 3.2.2 光纤耦合方案设计与验证 |
| 3.2.3 传感结构设计 |
| 3.2.4 光激励参数的数值仿真优化 |
| 3.2.5 光激励参数的实验优化 |
| 3.2.6 检测性能评估 |
| 3.2.7 对比分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于石英增强光声光谱技术的气体传感系统 |
| 4.1 双管增强型高灵敏度甲烷传感系统 |
| 4.1.1 甲烷分子的吸收谱线选择 |
| 4.1.2 激光器及其调谐特性 |
| 4.1.3 声学检测模块设计 |
| 4.1.4 传感器结构 |
| 4.1.5 调制深度优化 |
| 4.1.6 甲烷气体检测结果与系统性能 |
| 4.1.7 小结 |
| 4.2 基于时分复用的双组分气体传感系统 |
| 4.2.1 甲烷及乙炔分子的吸收谱线的选择 |
| 4.2.2 激光器及其调谐特性 |
| 4.2.3 声学检测模块设计 |
| 4.2.4 传感器结构设计 |
| 4.2.5 调制深度优化 |
| 4.2.6 甲烷及乙炔气体检测结果与系统性能分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于石英增强光热光谱技术的气体传感系统 |
| 5.1 基于光纤耦合探针的远程甲烷传感系统 |
| 5.1.1 光纤耦合探针 |
| 5.1.2 传感系统结构 |
| 5.1.3 光束质量评估 |
| 5.1.4 调制深度优化 |
| 5.1.5 波长锁定过程 |
| 5.1.6 系统线性度 |
| 5.1.7 系统检测下限及稳定性分析 |
| 5.1.8 现场气体泄漏检测实验 |
| 5.2 多通气室增强型高灵敏度甲烷传感系统 |
| 5.2.1 双光程赫里奥特多通池 |
| 5.2.2 传感系统结构设计 |
| 5.2.3 调制深度优化 |
| 5.2.4 系统信噪比评估 |
| 5.2.5 系统线性度 |
| 5.2.6 系统检测下限及稳定性分析 |
| 5.2.7 光程影响分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究工作总结 |
| 6.2 石英增强光声/光热光谱技术对比分析 |
| 6.3 论文创新点 |
| 6.4 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）基于振动和电机电流分析的行星轮轴承故障诊断研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 行星齿轮箱故障诊断研究现状 |
| 1.2.1 数学模型 |
| 1.2.2 信号处理方法 |
| 1.3 行星轮载荷分布不均研究现状 |
| 1.4 行星轮轴承故障诊断研究现状 |
| 1.4.1 最优故障敏感频带选择 |
| 1.4.2 准周期性冲击提取 |
| 1.4.3 时变转速工况 |
| 1.4.4 发电机定子电流信号分析 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 章节安排 |
| 2 行星轮载荷分布不均检测 |
| 2.1 原因和机理 |
| 2.2 行星轮载荷分布不均的评估指标 |
| 2.3 信号模型 |
| 2.3.1 总体信号模型 |
| 2.3.2 载荷分布比的算法 |
| 2.3.3 传递路径效应 |
| 2.3.4 固有振动的影响 |
| 2.4 频谱结构 |
| 2.5 模型参数的影响 |
| 2.5.1 行星轮数目 |
| 2.5.2 输入扭矩大小 |
| 2.5.3 偏差严重程度 |
| 2.6 实验验证 |
| 2.6.1 实验设置 |
| 2.6.2 实验信号分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 定转速行星轮轴承故障诊断 |
| 3.1 振动信号模型 |
| 3.1.1 特征频率 |
| 3.1.2 振动信号模型 |
| 3.1.3 Fourier频谱 |
| 3.1.4 幅值和频率解调谱 |
| 3.1.5 滚动体滑移的影响 |
| 3.2 基于谱负熵的信息图 |
| 3.2.1 谱负熵 |
| 3.2.2 分析过程 |
| 3.2.3 仿真验证 |
| 3.2.4 实验信号验证 |
| 3.3 滚动体滑移和多点最优最小熵解卷积 |
| 3.3.1 MOMEDA算法 |
| 3.3.2 目标向量和滑移系数 |
| 3.3.3 数值仿真验证 |
| 3.3.4 实验数据验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 非平稳工况下的行星轮轴承故障诊断 |
| 4.1 非平稳振动信号模型 |
| 4.1.1 信号模型 |
| 4.1.2 瞬时频谱结构 |
| 4.2 分析方法原理 |
| 4.2.1 自适应迭代广义解调 |
| 4.2.2 多阶概率法 |
| 4.3 数值仿真评估 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 实验室数据 |
| 4.4.2 CMMNO'14数据 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于发电机定子电流分析的行星轮轴承故障诊断 |
| 5.1 电流信号模型 |
| 5.1.1 外圈故障 |
| 5.1.2 滚动体故障 |
| 5.1.3 内圈故障 |
| 5.2 故障特征 |
| 5.2.1 外圈故障 |
| 5.2.2 滚动体故障 |
| 5.2.3 内圈故障 |
| 5.3 分析流程 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.4.1 实验配置 |
| 5.4.2 信号分析 |
| 5.4.3 结果讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）标准数字抖动产生模块设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文主要工作 |
| 1.3.1 技术路线与主要指标 |
| 1.3.2 本文章节安排 |
| 第二章 数字系统中抖动特性与设计目标分析 |
| 2.1 抖动的定义与分类 |
| 2.2 数字信号抖动特性分析 |
| 2.3 课题指标与技术难点分析 |
| 2.3.1 幅度噪声引起抖动分析 |
| 2.3.2 反射与串扰引起抖动分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 抖动产生技术研究与方案设计 |
| 3.1 抖动产生技术研究 |
| 3.1.1 基于模拟调制的抖动产生技术 |
| 3.1.2 基于PLL结构的抖动产生技术 |
| 3.2 抖动产生方案设计 |
| 3.2.1 基于模拟调制的抖动产生方案设计 |
| 3.2.2 基于PLL结构的抖动产生方案设计 |
| 3.3 基于数字合成与DTC数字时间转换的抖动产生技术 |
| 3.3.1 DTC数字时间转换技术 |
| 3.3.2 数字合成技术 |
| 3.3.3 标准数字抖动产生整体方案设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 数字抖动产生电路实现 |
| 4.1 抖动合成电路设计 |
| 4.1.1 数字时间转换电路设计 |
| 4.1.2 时钟数据恢复电路 |
| 4.1.3 基于高速D触发器的重定时电路 |
| 4.2 基于数字合成的抖动波形加载电路设计 |
| 4.2.1 频率控制电路 |
| 4.2.2 抖动波形存储电路 |
| 4.3 数字抖动产生模块控制电路设计 |
| 4.3.1 抖动幅度频率自适应电路 |
| 4.3.2 抖动控制电路时序设计 |
| 4.4 低抖动电路板设计 |
| 4.4.1 低噪声设计 |
| 4.4.2 PCB层叠与布局设计 |
| 4.4.3 布线设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 测试与分析 |
| 5.1 电路调试与分析 |
| 5.1.1 电源模块调试与分析 |
| 5.1.2 控制电路调试与分析 |
| 5.2 低抖动电路测试与分析 |
| 5.3 项目指标测试 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 附录 |
（5）时域Talbot效应及其应用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 从空间Talbot 效应到时域Talbot 效应 |
| 1.2 时域Talbot效应的研究及应用 |
| 1.3 时域Talbot效应中的傅里叶变换特性 |
| 1.4 论文研究内容和结构安排 |
| 1.4.1 内容和章节安排 |
| 1.4.2 主要贡献 |
| 第2章 时域Talbot效应的基本原理分析 |
| 2.1 空间Talbot效应 |
| 2.2 空间-时间对偶性原理 |
| 2.2.1 时域成像效应 |
| 2.2.2 时域中的Fraunhofer衍射 |
| 2.3 时域Talbot效应 |
| 2.3.1 整数阶时域Talbot效应 |
| 2.3.2 分数阶时域Talbot效应 |
| 2.3.3 逆时域Talbot效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于逆时域Talbot效应的离散傅里叶变换 |
| 3.1 逆时域Talbot效应中的离散傅里叶变换现象 |
| 3.2 基于逆时域Talbot效应的离散傅里叶变换系统设计及原理分析 |
| 3.3 基于逆时域Talbot效应的离散傅里叶变换系统的仿真研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于时域Talbot效应的任意波形产生 |
| 4.1 时域Talbot效应中的实时频谱分析 |
| 4.2 基于时域Talbot效应的任意波形产生系统设计及原理分析 |
| 4.3 基于时域Talbot效应的任意波形产生系统的仿真研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
（6）基于钢轨信道应急通信与定位技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究思路及研究内容 |
| 1.4 论文结构 |
| 第2章 基于有限元分析的钢轨弹性波信号传播特性研究 |
| 2.1 弹性波基本概念及理论 |
| 2.1.1 弹性波基本概念 |
| 2.1.2 弹性波基本理论 |
| 2.2 弹性导波有限元分析方法 |
| 2.2.1 有限元简介 |
| 2.2.2 弹性体有限元位移法 |
| 2.3 导波结构有限元频散特性求解方法 |
| 2.3.1 板状结构导波频散关系求解 |
| 2.3.2 杆状结构导波频散关系求解 |
| 2.3.3 钢轨导波频散特性求解 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 钢轨中信号传播关键因素研究 |
| 3.1 钢轨物理材质对信号传播的影响 |
| 3.2 钢轨几何结构对信号传播的影响 |
| 3.2.1 钢轨周期性结构对信号传播的影响 |
| 3.2.2 钢轨长度对信号传播的影响 |
| 3.3 钢轨约束点对信号传播的影响 |
| 3.4 钢轨边界及附属物对信号传播的影响 |
| 3.5 温度及应力对信号传播的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 低带宽复杂环境下信息加载及信号检测方法研究 |
| 4.1 振动信号激振及检测方法研究 |
| 4.1.1 激振方法研究 |
| 4.1.2 振动信号检测方法研究 |
| 4.2 信息加载及降噪技术研究 |
| 4.2.1 信息加载技术研究 |
| 4.2.2 振动信号降噪 |
| 4.3 低速率语音编/解码技术研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 多加权复合振源定位方法的研究 |
| 5.1 基于接收信号强度的定位方法 |
| 5.2 基于频谱特征的定位方法 |
| 5.3 基于双向延迟时间的定位方法 |
| 5.4 复合定位方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于钢轨传输介质的通信系统研究 |
| 6.1 钢轨弹性波通信方式 |
| 6.1.1 二进制振幅键控(2ASK) |
| 6.1.2 二进制频移键控(BFSK) |
| 6.2 通信协议 |
| 6.3 系统整体设计 |
| 6.4 噪声干扰分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（7）基于微波光子的频域离散处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基于微波光子的频谱处理研究现状及其挑战 |
| 1.3 本论文的主要内容与章节安排 |
| 第二章 频域离散处理基础理论 |
| 2.1 频域离散处理理论 |
| 2.2 FIR理论 |
| 2.3 SDP与FIR对比 |
| 第三章 基于带宽变换的SDP微波光子实现方案 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 基于带宽变换的SDP模型 |
| 3.3 光频梳的产生 |
| 3.4 基于带宽变换的SDP仿真 |
| 3.5 可编程频谱处理器幅频特性实验结果 |
| 3.6 可编程频谱处理器相频特性实验结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 离散色散与实时傅里叶变换 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于色散的实时傅里叶变换的三种主要途径 |
| 4.2.1 远场条件下的色散傅里叶变换 |
| 4.2.2 时间透镜结合匹配色散的傅里叶变换 |
| 4.2.3 2-f系统对应的傅里叶变换 |
| 4.3 离散色散的基本理论 |
| 4.3.1 连续色散与离散色散对比分析 |
| 4.3.2 离散色散实现方案 |
| 4.3.3 基于离散色散的频时映射分辨率分析 |
| 4.4 基于离散色散的实时傅里叶变换验证实验 |
| 4.5 基于离散色散的时频分析 |
| 4.6 基于离散时间透镜的实时傅里叶变换 |
| 4.6.1 基于离散时间透镜的实时傅里叶变换原理 |
| 4.6.2 基于离散时间透镜的实时傅里叶变换仿真 |
| 4.6.3 基于离散时间透镜的时频分析 |
| 4.6.4 离散色散与离散时间透镜对比 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文内容总结 |
| 5.2 未来的工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间的科研成果 |
（8）基于车辆响应的轨道几何状态评价方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 轨道几何与车辆响应的相关性研究 |
| 1.2.2 车辆响应预测模型研究 |
| 1.2.3 轨道几何状态评价方法研究 |
| 1.3 论文相关理论概述与发展现状 |
| 1.3.1 深度学习模型 |
| 1.3.2 综合评价方法 |
| 1.4 主要研究内容及创新点 |
| 1.4.1 既有研究存在的不足 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.4.3 创新点 |
| 2 轨道几何与车辆响应的统计特征分析 |
| 2.1 数据源 |
| 2.1.1 轨道检测数据 |
| 2.1.2 动力学仿真数据 |
| 2.2 轨道几何与车辆响应的相关性分析 |
| 2.2.1 单变量相关性分析 |
| 2.2.2 多变量相关性分析 |
| 2.2.3 相干性与传递性分析 |
| 2.3 轨道几何与车辆响应的多波段统计特征分析 |
| 2.3.1 基于小波分析的多波段成分提取 |
| 2.3.2 多波段成分的概率分布特性 |
| 2.3.3 多波段成分的重复性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于深度学习方法的车辆响应预测模型 |
| 3.1 LSTM和CNN-LSTM瞬时车辆响应预测模型 |
| 3.1.1 模型结构 |
| 3.1.2 模型训练与预测 |
| 3.1.3 预测性能评价指标 |
| 3.1.4 模型适用范围分析 |
| 3.2 CNN-LSTM-MLP车辆响应区段状态指标预测模型 |
| 3.2.1 模型结构 |
| 3.2.2 模型训练与预测 |
| 3.2.3 预测性能评价指标 |
| 3.2.4 模型适用范围分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 车辆响应预测模型的性能评估与应用分析 |
| 4.1 轮轨力预测 |
| 4.1.1 数据集构建 |
| 4.1.2 模型超参数选取 |
| 4.1.3 模型对比实验与性能评估 |
| 4.1.4 模型分析 |
| 4.2 车体加速度预测 |
| 4.2.1 数据集构建 |
| 4.2.2 模型超参数选取 |
| 4.2.3 模型对比实验与性能评估 |
| 4.2.4 模型分析 |
| 4.3 旅客乘坐舒适度指标预测 |
| 4.3.1 舒适度评价指标对比分析 |
| 4.3.2 数据集构建 |
| 4.3.3 模型超参数选取 |
| 4.3.4 模型对比实验与性能评估 |
| 4.3.5 模型分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 轨道几何状态评价方法 |
| 5.1 轨道几何状态综合评价体系 |
| 5.1.1 综合评价的因素集 |
| 5.1.2 综合评价的等级集 |
| 5.1.3 基于扣分函数的因素集计算方法 |
| 5.2 基于层次分析的因素集权重计算方法 |
| 5.2.1 因素集的成对比较矩阵 |
| 5.2.2 计算因素集权重 |
| 5.2.3 权重的一致性检验 |
| 5.3 基于模糊综合的模糊隶属度计算方法 |
| 5.3.1 隶属函数 |
| 5.3.2 合成运算 |
| 5.3.3 计算模糊隶属度 |
| 5.4 模糊综合评价指标与评价方法 |
| 5.4.1 模糊综合评价指标 |
| 5.4.2 模糊综合评价方法 |
| 5.5 案例分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）电机单方向转动工艺约束下连铸结晶器振动位移跟踪控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 连铸结晶器振动位移跟踪控制相关方法的研究现状 |
| 1.2.1 具有约束的非线性系统跟踪控制研究现状 |
| 1.2.2 非线性周期输出系统的跟踪控制研究现状 |
| 1.2.3 考虑干扰及不确定性的非线性系统跟踪控制研究现状 |
| 1.2.4 连铸结晶器振动位移跟踪控制研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统模型及工艺技术要求 |
| 2.1 伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统数学模型 |
| 2.1.1 伺服电机数学模型 |
| 2.1.2 偏心轴连杆机构等机械传动部分模型 |
| 2.1.3 伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统整体模型 |
| 2.2 伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移控制系统工艺技术要求 |
| 2.2.1 连铸工艺简介及连铸结晶器非正弦振动基本工艺要求 |
| 2.2.2 连铸工艺对伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统的控制要求 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 电机单方向转动工艺约束下结晶器振动位移系统复合控制研究 |
| 3.1 伺服电机转速与结晶器振动位移间映射关系的构建 |
| 3.2 结晶器振动位移给定量前馈-反馈复合控制器 |
| 3.2.1 结晶器振动位移系统重复PI反馈控制器设计 |
| 3.2.2 结晶器振动位移非线性前馈控制器设计 |
| 3.2.3 结晶器振动位移给定量前馈-反馈复合控制器仿真研究 |
| 3.3 考虑扰动观测器前馈补偿的结晶器振动位移系统复合控制 |
| 3.3.1 机械传动部分对结晶器振动位移的影响分析 |
| 3.3.2 考虑扰动观测器前馈补偿的结晶器振动位移系统复合控制器设计 |
| 3.3.3 考虑扰动观测器前馈补偿的结晶器振动位移系统复合控制器仿真研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 考虑时变负载的连铸结晶器振动位移系统自抗扰控制研究 |
| 4.1 伺服电机转角与结晶器振动位移的分段函数关系 |
| 4.2 连铸结晶器振动位移系统自抗扰控制器设计 |
| 4.2.1 基于时变参数估计的自抗扰控制器设计 |
| 4.2.2 连铸结晶器振动位移系统自抗扰控制器的稳定性分析 |
| 4.2.3 连铸结晶器振动位移系统自抗扰控制器仿真研究 |
| 4.3 连铸结晶器振动位移系统滑模自抗扰控制器设计 |
| 4.3.1 基于混合趋近律的滑模自抗扰控制器设计 |
| 4.3.2 连铸结晶器振动位移系统滑模自抗扰控制器的稳定性分析 |
| 4.3.3 连铸结晶器振动位移系统滑模自抗扰控制器仿真研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于扰动观测的连铸结晶器振动位移系统滑模控制研究 |
| 5.1 电机转角跟踪误差与结晶器振动位移跟踪误差映射关系的构建 |
| 5.2 基于扰动观测的连铸结晶器振动位移系统滑模控制器设计 |
| 5.2.1 结晶器振动位移滑模控制器切换函数设计 |
| 5.2.2 基于切换函数的扩张状态观测器设计 |
| 5.2.3 基于扰动观测的结晶器振动位移滑模控制器设计及分析 |
| 5.3 基于扰动观测的连铸结晶器振动位移滑模控制器仿真研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移前馈-反馈复合控制实验研究 |
| 6.1 伺服电机驱动的连铸结晶器振动实验平台简介 |
| 6.2 基于西门子Simotion D425控制器的控制系统简介 |
| 6.3 结晶器振动位移给定量前馈-反馈的复合控制实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（10）方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 超声导波理论和检测技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 超声导波检测理论方面的研究现状 |
| 1.2.2 超声导波结构缺陷检测方法的研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及结构安排 |
| 2 超声导波检测的基本理论 |
| 2.1 超声导波的基本理论 |
| 2.1.1 超声导波定义 |
| 2.1.2 超声导波频散特性 |
| 2.1.3 超声导波折射反射特性 |
| 2.1.4 超声导波衰减特性 |
| 2.2 超声导波传播等效理论 |
| 2.2.1 杆中超声导波传播模型 |
| 2.2.2 板中超声导波传播模型 |
| 2.3 超声导波检测信号后处理理论 |
| 2.3.1 时域分析方法 |
| 2.3.2 频域分析方法 |
| 2.3.3 时频分析方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 方钢超声导波二维等效模型及实验方法研究 |
| 3.1 低频长距离超声导波二维等效模型建立 |
| 3.1.1 杆梁结构中低频长距离超声导波的等效理论 |
| 3.1.2 方钢超声导波二维等效传播理论模型 |
| 3.1.3 方钢超声导波二维等效模型有限元仿真 |
| 3.2 方钢超声导波检测的实验研究 |
| 3.2.1 方钢双探头超声导波检测实验平台搭建 |
| 3.2.2 方钢超声导波平台系统设置分析 |
| 3.2.3 超声耦合剂的相关研究 |
| 3.3 方钢超声导波等效模型有效性验证 |
| 3.3.1 超声导波仿真的时域和幅值偏差分析 |
| 3.3.2 实验中非期望波的分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 方钢超声导波检测盲区理论研究 |
| 4.1 长距离超声导波检测盲区定义 |
| 4.1.1 常规缺陷检测方法 |
| 4.1.2 低频长距离超声导波检测盲区定义 |
| 4.2 长距离超声导波检测盲区的理论范围 |
| 4.2.1 低频超声导波检测盲区理论范围推导 |
| 4.2.2 低频超声导波检测盲区实验验证 |
| 4.3 方钢超声导波检测盲区脉冲波形特点 |
| 4.3.1 拓展时域区间的超声导波模态转换分析 |
| 4.3.2 超声导波盲区检测波形时域区间叠加特点 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于拓展时域区间的盲区缺陷检测方法研究 |
| 5.1 基于差值包络相关算法的超声导波盲区缺陷定位研究 |
| 5.1.1 盲区缺陷反射脉冲波包络有效特征提取 |
| 5.1.2 有效时域区间上盲区缺陷差值包络的互相关算法 |
| 5.1.3 超声导波差值包络相关算法的缺陷定位方法 |
| 5.2 基于时频分析的盲区缺陷形状识别的研究 |
| 5.2.1 长距离超声导波盲区缺陷形状的时频图特征 |
| 5.2.2 人工智能图像识别MobileNet卷积神经网络算法 |
| 5.2.3 结合时频分析和人工智能图像识别算法的盲区缺陷形状识别 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 |
| 6.1.1 主要完成的工作 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
四、周期性任意波形的相关分析（论文参考文献）
- [1]基于光子辅助的微波任意波形生成技术的研究[D]. 李建. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]基于石英增强光声/光热光谱的气体传感技术研究[D]. 胡立恩. 吉林大学, 2021
- [3]基于振动和电机电流分析的行星轮轴承故障诊断研究[D]. 马浩群. 北京科技大学, 2021
- [4]标准数字抖动产生模块设计与实现[D]. 雷晟存. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]时域Talbot效应及其应用的研究[D]. 胡淑云. 杭州电子科技大学, 2021
- [6]基于钢轨信道应急通信与定位技术研究[D]. 江勇. 成都理工大学, 2020(04)
- [7]基于微波光子的频域离散处理技术研究[D]. 李基隆. 北京邮电大学, 2020(01)
- [8]基于车辆响应的轨道几何状态评价方法研究[D]. 马帅. 北京交通大学, 2020(06)
- [9]电机单方向转动工艺约束下连铸结晶器振动位移跟踪控制研究[D]. 李强. 燕山大学, 2020
- [10]方钢低频长距离超声导波检测盲区关键技术研究[D]. 张磊. 西安理工大学, 2020(01)