LIBS技术优点众多, 但由于光谱噪声干扰和基体效应等因素, 影响了分析的准确度［1］; EEMD方法能清晰的将LIBS信号中的不同特征成分自适应的分解开来。 MRA方法能够补偿元素信号之间的互干扰, 可进一步提高LIBS信号的准确性。 通过自行搭建的测试系统获得了标准样品的原始信号, 使用EEMD-MRA方法进行处理后, 元素浓度曲线的决定系数R2得到了极大的提高, 大大的提高数据的准确性, 为LIBS信号的处理提供了一种全新的方式。

机电阻抗(EMI）法是目前结构健康监测(SHM）技术中较热门的研究领域之一。实际应用中，EMI法测得的阻抗信号受温度干扰，因而对损伤产生误判。首先从理论上分析了温度导致阻抗发生变化的原因，然后以EMI法中典型的压电陶瓷(PZT-5H）型陶瓷传感器为研究对象，测试分析了温度对PZT电阻抗特征的影响规律。研究发现，阻抗峰值的频移与温度呈线性关系，且温度对峰值频移的影响与频率相关。进一步结合频率偏移及幅值的变化规律，建立了机电阻抗(EMI）法结构健康监测的温度效应修正模型。研究结果为消减环境温度对PZT阻抗特征的影响奠定了基础。

激光焊接时光感检测信号具有混合信息数量多、 时域及频域变化复杂、 信号随机波动剧烈等明显的混沌信号特征, 常规检测手段对激光焊接熔透特征信息难以有效分离。 在激光焊接熔透特征信号同轴增效提取技术基础上, 针对光谱透视成像中提取出的复杂混合信号的分布特征, 提出一种大功率固体激光焊熔透特征混沌信号解析方法。 具体通过统计方法提取混沌检测信号的各瞬态概率密度函数, 然后动态形成一系列具有趋势性特征的简化图形模式, 并根据图形的多项形貌特征与熔透行为建立复合关联识别。 文中重点介绍了基值、 离散度和畸变率3种特征参数的定义及数学模型, 这些特征参数不但可以对特征模型的重心位置、 离散情况和单向畸变情况进行准确描述, 而且通过实验方法还充分验证了不同特征参数与激光焊接熔透状态的关联特性。 如基值特征参数在焊缝熔透程度较大时具有明显的识别效果, 但是熔透程度较小时其波动幅值较大; 而离散度特征参数只对较小熔透状态测试敏感, 可以对基值进行有效补充, 但是对较大熔透状态的识别存在不足; 畸变率特征参数虽然在适度熔透附近时数值波动剧烈, 但是对于焊缝熔透程度较小或较大时都能通过畸变率数值关系对熔透程度进行较好关联识别, 有效弥补了基值和离散度的检测盲区。 因此, 基值、 离散度及畸变率特征参数间具有相互补充、 相互验证关系, 通过它们的特征曲线进行复合识别可以对激光焊接熔透状态实现较好的定性及定量检测。 实验结果表明, 混沌信号解析方法结合激光焊接熔透特征信号同轴增效提取技术后, 可实现光谱学、 光学、 统计学、 抽象化解析等的多维复合识别效果, 可有效增强大功率固体激光焊的熔透检测能力, 实现可靠熔透在线识别。

提出一种高斯光束照射下颗粒后向散射光信号的测试方法,对悬浮于流体中不同粒径的玻璃微珠进行了测量,并对测得的脉冲波形进行分析。结果发现,采集的波形基本上符合高斯分布,且波形峰值与粒径有较好的线性关系。对不同颗粒数浓度的粒径为19.2 μm的标准玻璃微珠的信号波形进行实时采集,得到了浓度与脉冲数的对应关系。研究结果表明,所提出的测试方法可以得到颗粒粒径和浓度信息,有望应用于后续激光放大器的腔内检测。

在分析被动层颗粒温度含噪特点的基础上模拟了低信噪比的方波信号, 根据变化规律, 采用 Mallat快速算法分析低信噪比的方波信号, 并根据噪声分布特性设计了用于抑制被动层颗粒温度中干扰噪声的算法。对所设计算法进行仿真实验, 结果表明, 该算法可以最大限度地滤除信号中的噪声。通过搭建滚筒实验装置, 测量滚筒被动层的颗粒温度, 对测量数据进行分析, 有效地测出了内部颗粒温度状态变化, 表明了小波变换能有效提高测量被动层颗粒温度的信噪比。

在双马赫曾德光纤周界安防系统中, 如何准确高效地实现模式识别仍是一项有待解决的难题。对此提出了一种基于短时傅里叶变换(STFT)与奇异值分解的模式识别方法, 实现了三种不同事件类型的准确识别。该方法包含三个步骤: 首先, 通过对干涉信号进行短时傅里叶变换得到时频信息,根据时频信息找到事件端点并进行滤波; 其次, 对时频信息进行奇异值分解, 根据奇异值的物理意义, 由不同行为的奇异值的特点定义特征向量; 最后, 用支持向量机的方法进行事件分类。为验证方法有效性, 搭建了2 km长的围栏系统进行实验验证。进行了攀爬围栏、敲击光缆、晃动围栏三种不同入侵模式下共360组实验, 每种入侵行为各120组得到了良好的识别结果(三种事件识别率均在90%以上), 提高了系统的信号处理速度, 有较高的实际应用价值。

随着通信技术与通信方式的快速发展, 通信信号调制方式与通信系统越来越复杂。复杂通信信号连续相位频移键控 (CPFSK)由于其频谱利用率高, 大量用于卫星通信等领域。针对复杂信号 CPFSK的参数估计问题, 提出一种基于李雅普诺夫指数的 CPFSK信号调制指数估计方法。通过 CPFSK信号李雅普诺夫指数与调制指数的数学关系模型, 提取李雅普诺夫指数估计信号调制指数。仿真验证了算法性能, 得到 CPFSK调制指数估计均方根误差随信噪比的变化曲线。此方法计算复杂度低且实现简单, 适用于 CPFSK信号与常规频移键控 (FSK)信号的调制指数估计。

为了消除激光吸收光谱信号中噪声对分析结果的影响, 提出了基于小波变换的阈值去噪方法。利用气体分子的直接吸收光谱信号,结合MATLAB软件进行仿真实验, 深入对比分析了阈值方法、分解层数和小波基函数类型对降噪效果的影响,最后将获得的最佳滤波参数用于人体呼出气体的光谱信号分析中。结果表明, 小波变换去噪算法模型对呼出气体吸收光谱信号的去噪效果良好。通过选择其他波段的可调谐激光光源,即可实现对其他呼出气体成分的实时分析;量子级联激光光谱系统可广泛应用于呼出气体诊断等领域。

提出并研究了一种具有结构紧凑、散热性好、输出功率大等特点的新型扩展互作用结构——径向扩展互作用振荡器(EIO), 并推导了小信号理论.利用电磁仿真软件分析了径向EIO高频结构中的谐振特性与场分布, 并采用三维粒子模拟软件开展了注波互作用研究.研究结果表明在工作电压为5 kV, 电流为8.48 A时, 所设计的径向EIO输出功率达到2.6 kW, 热腔工作频率为30.011 GHz, 效率为6.1%.

提出了一种基于 CCD(电荷耦合器件 )模拟视频信号分析法的显微镜自动对焦改进方法。许多基于视频信号分析法的自动对焦系统仅考虑视频信号的高频分量, 忽略低频分量在对焦过程中的变化。本文对模拟视频信号进行频谱分析, 研究不同频率范围的信号对对焦评价曲线的影响, 得出适合自动调焦的粗调 /细调的频域范围, 使系统有更广调焦范围的同时保持较高精度。最终通过实验验证, 加入适当的滤波电路后调焦范围更广, 40倍物镜下显微镜自动对焦系统的有效调焦范围可达 ±500 μm。