地球物理信号处理中几个问题的研究及进展

概述了数字信号处理的基本内容和现代信号处理技术的发展,讨论了地球物理信号处理中的几个问题及研究进展。     

廊坊市近50年气温的时空变化特征

采用1964—2013年廊坊市9个气象站的气温观测资料,分析廊坊市日平均气温、日最高气温、日最低气温的时空变化特征,并利用Morlet小波变化和Mann—Kendall突变检验等方法对廊坊市日平均、日最高、日最低气温进行周期分析和突变检验。结果表明:(1)平均气温、平均最高气温、平均最低气温和高温极值变暖趋势显著,年际增长率分别为0.38℃/10a、0.28℃/10a、0.38℃/10a、0.36℃/10a;(2)平均气温、平均最高气温、平均最低气温、高温极值、低温极值和高温日数均具有4~6a的短周期、9a的较长周期和一个年代际的长周期;(3)20世纪80年代中期到90年代中期平均气温、平均最高气温、平均最低气温、高温极值、低温极值和高温日数均存在一个显著突变;(4)平均气温、平均最高气温、平均最低气温、高温极值、低温极值和高温日数在空间分布上均呈现南高北低趋势。     

基于LabVIEW和VC~(++)的水质检测光谱信号小波去噪方法

针对水质检测紫外-可见光原始吸收光谱中含有大量非平稳噪声的问题,该文研究了一种基于LabVIEW与C语言混合编程对水质检测吸收光谱进行改进阈值函数的小波阈值去噪处理方法。研究结果表明,通过引入VC++6.0,基于LabVIEW与C语言混合编程,不仅克服了LabVIEW和Matlab混合编程存在效率低、可移植性差、升级不便等缺点,而且采用db4小波基,使用C语言实现了小波阈值去噪处理。与QE65000科研级光谱仪采集数据进行对比,两者数据的互相关性和均方根误差均取得了满意效果,为实时、在线水质检测紫外-可见光吸收光谱的去噪处理提供了一种新的解决方案。     

基于动态电压恢复器的控制策略与仿真研究

针对用户侧因电压暂降引起的电能质量问题,采用动态电压恢复器(Dynamic VoltageRestorer,DVR)进行电压恢复,为提高补偿效果,提出了基于动态电压恢复器的瞬时无功功率 dq变换检测算法的 PID 控制策略,并在 matlab 上进行仿真验证。结果表明:该控制策略原理清晰, 计算量小,提高了 DVR 动态特性,对电压暂降能有效补偿。     

三江源地区气候突变及未来演变趋势分析

利用墨西哥帽小波分析方法,检验了三江源地区近50年的气候突变情况,并根据FVGCM全球模式嵌套20km分辨率Regcm区域气候模式,对21世纪后期三江源地区气候的平均状态进行了预评估.结果表明,温度、降水量在不同时频内均有多次突变发生,温度突变发生次数有逐步递增的趋势,20世纪60年代只有三次,而90年代为9次,并且高频区突变多于中、低频区,在20世纪90年代初和21世纪初均有明显的突变.预计21世纪年平均气温、年降水量均呈增加趋势.     

流向变换反应器中Pd/Zr-Mn-O/载体催化剂对甲苯的催化燃烧

在流向变换催化燃烧反应体系中,通过操作参数(甲苯浓度、空速及切换周期)对热波形状与特征参数(波峰温度、平均温度和移动速度)影响的考察,结果表明,较佳的操作参数为:甲苯浓度800～3 200 mg/m3,空速2 000～12 000h-1,切换周期2～10 min,空速和甲苯浓度对热波移动速度的影响较大,热波波峰温度和反应器平均温度随着甲苯浓度的增加而增加,随着切换周期的缩短而升高,随着空速的增加先升高后降低,与固定床装置相比,在流向变换装置中催化剂的活性更高,甲苯去除率在96.5%以上。     

超声脉冲压缩法检测混凝土损伤的研究

为提高混凝土超声检测的信号噪声比,提高测量精度,研究脉冲压缩调频超声发射的方法。该方法发射具有包络的线性调频超声脉冲,在不提高发射声压的情况下增加了发射能量,可提高超声检测的有效作用距离和测量精度,提高信噪比。笔者给出脉冲压缩和解压的基本原理,设计了脉冲解压缩电路;经实验检测结果表明,脉冲压缩超声检测能在没有降低测量距离的情况下,明显提高检测的精度,检测到常规检测中不能发现的缺陷。     

基于Matlab小波分析的南京北郊大气O3浓度变化特征研究

以2008年南京北郊大气中O₃ 质量浓度观测资料和常规观测资料为基础,利用Matlab小波分析工具,对O₃浓度的年时间序列进行分析,得出该地区的O₃ 日均浓度的变化特征：春、夏季节O3浓度大于秋、冬季节,最高浓度出现在春末夏初,最低浓度出现在冬季;并且全年共有5个突变点;弱高压的天气系统、较高的温度、较低的湿度和晴朗少云的天气是造成南京北郊O₃浓度突变的主要气象因素。结合HYSPLIT气流后向轨迹模拟,对污染源来源进行追踪,结果表明：南京北郊O₃高浓度污染来源主要分为本地局地污染和外来污染物输送两类;垂直方向上,O₃的区域尺度或中尺度的输送主要稳定在混合层的底层。     

鄱阳湖水位多时间尺度动态变化特性分析

利用鄱阳湖湖口、星子、都昌、吴城、棠荫和康山水位站多年逐日水位资料,采用统计分析法、趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和Morlet小波分析法分析了鄱阳湖水位年内变化特征、年际变化趋势、极值变化、突变特征及其周期性。结果表明:鄱阳湖水位在年内具有高动态变化的特征,月最高水位一般出现在7月份,平均水位为17.75 m,最低水位一般出现在1月份,平均水位为10.8 m,年内变化幅度达6.95 m;鄱阳湖水位在多年尺度上呈现微弱的下降趋势,但是自2003年以来下降幅度较大,并多次出现极低枯水位;按年代际来对比,则2000年以后的平均水位是所有年代中最低的;鄱阳湖日、月、年最高水位出现在1954年和1998年,年最低水位出现在2011年,月和日最低水位出现时间不一致,但都主要集中在2003年之后;鄱阳湖水位有2个比较明显的突变点,即1965年附近和2006年附近,其中都昌站突变前后最大水位差达到了1.3 m;鄱阳湖水位受多种因素的影响,并没有表现出明显的周期特性,只在28时间尺度上表现出微弱的周期特性。     

基于改进模糊聚类法和CPSO.-ISSVM的母线负荷预测

针对大型冶金企业专用母线负荷种类多、分布不均、规律性弱等特点,利用自组织特征映射神经网络(self-organizing feature map, SOM)对模糊聚类法进行改进,以选择待预测日的相似日,通过db4小波对相似日负荷数据进行分解、去噪和重构处理后作为后期预测模型的训练样本;采用混沌粒子群算法(chaos particle swarm optimization,CPSO)对最小二乘支持向量机(least square support vector machine, LSSVM)算法的惩罚参数和核函数覆盖宽度进行优化,构造了基于CPSO和LSSVM的母线负荷预测模型。仿真结果表明:该负荷预测模型,将预测结果的相对误差降低到1.998%,预测精度达到了97%,提高了专用母线负荷预测准确性。