基于lp范数正则化的ECT图像重建算法研究

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电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography)是上个世纪80年代发展起来的一种用于工业管道检测的过程层析成像技术,由于其快速、安全、非侵入、无损害的特点已被应用于气液两相流空隙率测量、流型识别、气固两相流浓度分布测量、航空发动机滑油检测等多个领域。但是电容层析成像技术在反问题求解的过程中存在欠定性和病态性问题,导致解不唯一和求解过程不稳定,这两个问题始终制约着ECT技术的发展。压缩感知理论是一种寻找欠定线性系统的稀疏解技术,根据信号的稀疏性和可压缩性,可以利用少量信号实现采样信号的精确重构。本文通过将压缩感知理论运用到ECT的反问题当中,尝试解决ECT的欠定性问题,主要工作和结果如下:1.针对ECT系统灵敏度矩阵作为压缩感知观测矩阵不满足有限等距条件的问题,根据增大矩阵最小奇异值从而提升矩阵列独立性的思想,采用奇异值分解处理灵敏度矩阵,使用奇异值的平均值代替原来的奇异值,从而缩小灵敏度矩阵奇异值的范围,仿真实验表明,本文提出的矩阵变换算法能够提高矩阵的最小奇异值,用该算法优化后的观测矩阵重构的图像具有较高的精度。2.针对lp(0
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钛(Ti)及钛合金由于具有高比强度、低密度和优异的耐腐蚀性能等优点,在航空航天、船舶和化工等领域具有广阔的应用前景。本研究组利用金属元素锆和钛具有无限互溶特点,用Zr取代TC4合金中部分Ti成功研制出新型ZrTiAlV系列合金。在金属材料的众多失效形式中,由磨损失效而造成的损失达到一半之多,探索合金的摩擦磨损性能是评估新材料的一个重要方面。基于钛合金耐磨性能差,本课题研究了ZrTiAlV合金的摩擦
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