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基于荧光猝灭原理的比率式光纤溶解氧传感器研究
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作者 孟庆阳 张红霞 +2 位作者 赵永昆 贾大功 刘铁根 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2445-2449,共5页
溶解氧浓度的准确测定在医疗应用、海洋监测、工农业生产等领域中,起到至关重要的作用。本篇论文提出了一种比率式光纤溶解氧传感器,以四乙氧基硅烷(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为前驱体的有机改性硅酸盐(ORMOSILs)作为载... 溶解氧浓度的准确测定在医疗应用、海洋监测、工农业生产等领域中,起到至关重要的作用。本篇论文提出了一种比率式光纤溶解氧传感器,以四乙氧基硅烷(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为前驱体的有机改性硅酸盐(ORMOSILs)作为载体基质,选用三(4,7-联苯-1,10-邻菲啰啉)二氯化钌(Ru(dpp)_(3)^(2+))为氧敏感染料,选用7-氨基-4-(三氟甲基)香豆素(AFC)为参比染料。吸收光谱表明,氧敏感染料和参比染料可以被中心波长为405nm的光源激发。发射光谱表明,氧敏感染料和参考染料的发射波长没有光谱重叠,因此可以使用比率法测量溶解氧浓度。通过溶胶-凝胶工艺制备的ORMOSILs将氧敏感染料和参比染料固定在塑料光纤端部,从而形成复合氧敏感薄膜,对传感膜的厚度和疏水性进行了表征,传感膜的厚度为569μm,水接触角为81°。将该传感器在水溶液中进行了测试,在光源激发下,氧敏感染料和参考染料在605和490nm处有明显的发射峰,随着溶解氧浓度的增加,氧敏感染料的荧光强度降低,而参比染料的荧光强度稳定在某一数值,通过测量氧敏感染料与参比染料的比率,达到检测氧浓度的目的。采用Stern-Volmer方程对溶解氧浓度和荧光强度比进行线性拟合,该传感器在0~20.05mg·L^(-1)溶解氧范围内,Stern-Volmer拟合度可达98.22%,灵敏度可达0.4334/[O_(2)],从饱和氮溶液到饱和氧溶液传感器的响应时间为12s,从饱和氧溶液到饱和氮溶液传感器的恢复时间为144s,引入非对称因子ASY表明传感时间的不对称性。对传感器的光稳定性和重复性进行了测试,比率式光纤传感器可以克服光源波动,相对单荧光强度传感有更强的稳定性。 展开更多
关键词 荧光猝灭原理 钌络合物 激发光谱 比率式光纤传感器 溶解氧 有机改性硅酸盐
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照明光污染防治现状及对中国的建议
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作者 郝影 贾大功 +3 位作者 刘圣春 郑皓皓 白煜 李宪同 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期128-133,共6页
随着城市建设加快,照明技术快速发展,人造光源导致的光污染问题日益凸显,已经成为城市环境污染防治的新领域。光污染防治工作在国外已开展了几十年,具有丰富的管理经验和技术基础。在综述国外照明光污染研究进展的基础上,指出中国光污... 随着城市建设加快,照明技术快速发展,人造光源导致的光污染问题日益凸显,已经成为城市环境污染防治的新领域。光污染防治工作在国外已开展了几十年,具有丰富的管理经验和技术基础。在综述国外照明光污染研究进展的基础上,指出中国光污染防治管理现状及问题,并提出对策与建议,为国家综合施策、统筹推进光污染防治,建立国家光环境监督管理体系提供科学依据。 展开更多
关键词 照明 光污染 人造光源 光环境监管
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基于预测控制的无人驾驶车辆爆胎转向控制 被引量:6
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作者 胡超芳 曹磊 +1 位作者 赵凌雪 王娜 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期468-474,共7页
针对无人驾驶车辆爆胎后的转向控制问题,考虑实时性和控制性能的要求,提出了连续时域自适应预测控制方法.爆胎使得滚动阻抗系数和侧偏刚度等轮胎参数在短时间内产生剧烈的变化,从而导致转向控制失灵,进而引起无人驾驶车辆偏离道路甚至侧... 针对无人驾驶车辆爆胎后的转向控制问题,考虑实时性和控制性能的要求,提出了连续时域自适应预测控制方法.爆胎使得滚动阻抗系数和侧偏刚度等轮胎参数在短时间内产生剧烈的变化,从而导致转向控制失灵,进而引起无人驾驶车辆偏离道路甚至侧翻.为此,对无人驾驶车辆标称动力学模型进行反馈线性化,结合泰勒展开预测无人驾驶车辆的运动趋势.在此基础上,将爆胎引起的参数变化转化为不确定,利用模糊系统万能逼近原理,通过设计自适应模糊观测器进行在线观测.并同时考虑控制输入的饱和约束,利用连续预测控制方法设计解析控制律,以满足系统控制的实时性要求.最后,与传统非线性预测控制以及PID控制进行了仿真对比.从仿真结果可以看出,当车辆发生爆胎后,轮胎滚动阻抗系数瞬时增大了29倍、侧偏刚度瞬时降低了72%,如不施加额外的转向控制作用,无人驾驶车辆将在1 s内偏离原车道约5.5 m.而施加本文所提方法后,系统的实时性和控制性能均优于给定传统算法.一方面,与非线性预测控制和PID控制相比,所提方法计算速度提高了约150倍,计算时间缩短约50%;另一方面,在给定的控制输入饱和约束范围内,所提方法仍能够控制无人驾驶车辆在爆胎后只发生微小偏移,偏移量仅为传统算法的2.5%左右. 展开更多
关键词 无人驾驶 爆胎 预测控制 模糊观测器
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基于组稀疏卡尔曼滤波的多步轨迹预测方法 被引量:1
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作者 王娜 罗亮 +1 位作者 彭锟 张鑫海 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期70-77,共8页
提出一种基于组稀疏卡尔曼滤波的机动轨迹多步预测方法。首先引入组稀疏编码,通过一次学习建立简单的多步线性回归预测模型,克服了传统方法未能充分利用历史数据而导致预测精度降低的问题;再利用最小角回归算法来计算该模型的稀疏系数,... 提出一种基于组稀疏卡尔曼滤波的机动轨迹多步预测方法。首先引入组稀疏编码,通过一次学习建立简单的多步线性回归预测模型,克服了传统方法未能充分利用历史数据而导致预测精度降低的问题;再利用最小角回归算法来计算该模型的稀疏系数,进一步改善模型系数估计的准确性;然后改进了卡尔曼滤波算法,并结合上述组稀疏编码算法,来确保预测结果的精确性;最后通过与传统BP、长短时记忆网络和组稀疏编码方法的仿真比较,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 多步轨迹预测 组稀疏编码 卡尔曼滤波 最小角回归
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物体特征的快速检测与识别方法 被引量:3
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作者 王欢欢 杨清平 王向军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期1002-1008,共7页
文中的目的是讨论一种新的物体特征快速检测与识别方法,该方法适于具有纹理特征的在运动中视角不断变化的物体快速检测与识别。该方法基于新发展的多级定向执行长度编码法(Multilevel Orientation Run Length Coding,MORLC)。由此产生... 文中的目的是讨论一种新的物体特征快速检测与识别方法,该方法适于具有纹理特征的在运动中视角不断变化的物体快速检测与识别。该方法基于新发展的多级定向执行长度编码法(Multilevel Orientation Run Length Coding,MORLC)。由此产生了两种新的物体特征样本形式,即:MORLC坐标样本和MORLC长度样本。文中给出了MORLC方法的理论分析和匹配判据,以及利用MORLC坐标和长度样本对运动物体的检测和识别数据。实验结果显示MORLC编码属于字符数据样本,数据量小,占用存储空间少,构造过程简单,运算处理效率高,构建样本的灵活性强,可根据不同的应用需求选择不同级次的样本形式,匹配和识别的鲁棒性好,不易产生错误匹配等。该方法适用于变视角运动物体的快速检测与识别,以及产品特征检测和识别。 展开更多
关键词 特征检测 特征识别 图像编码 产品分类
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基于最近邻模糊聚类的T-S模糊辨识方法 被引量:4
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作者 王娜 胡超芳 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第6期1068-1073,共6页
为提高T-S模糊模型的辨识精度和计算效率,并针对传统聚类算法存在的聚类中心选取问题,提出一种基于最近邻模糊聚类的T-S模糊辨识方法。首先,利用所提的最近邻聚类法降低了传统计算中人为预设聚类初始参数的主观性,并提高了聚类效率,其... 为提高T-S模糊模型的辨识精度和计算效率,并针对传统聚类算法存在的聚类中心选取问题,提出一种基于最近邻模糊聚类的T-S模糊辨识方法。首先,利用所提的最近邻聚类法降低了传统计算中人为预设聚类初始参数的主观性,并提高了聚类效率,其结果作为模糊c均值算法的初始参数,来实现对模糊规则中前提参数的准确辨识,最后结合稳态卡尔曼滤波算法快速估计规则的后件参数。所提方法的有效性通过典型化工过程pH中和过程的建模得以验证。 展开更多
关键词 最近邻 聚类初始化 模糊聚类 T-S模糊辨识
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