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基于PLC的新型剪叉式升降平台控制系统设计

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机电产品开发与创新 2024年第3期37卷 87-90页

作者：张徐杰李正峰黄钟书王宜晗南通理工学院机械工程学院江苏南通226002

针对以往的剪叉式升降平台基本上都是液压缸驱动无法实现精确控制定位,难以满足自动化生产线对升降高度精确控制的要求,现以步进电机驱动和同步带传动,以提高升降平台的定位精确度。通过PLC控制步进电机的脉冲数和脉冲频率来实现升降,... 详细信息

针对以往的剪叉式升降平台基本上都是液压缸驱动无法实现精确控制定位,难以满足自动化生产线对升降高度精确控制的要求,现以步进电机驱动和同步带传动,以提高升降平台的定位精确度。通过PLC控制步进电机的脉冲数和脉冲频率来实现升降,形成实时监控测量平台高度为一体的闭环控制系统。另外在人机界面上设置参数和实时显示,以满足不同应用场景的需求。

关键词： PLC 升降平台剪叉式控制系统

基于DRAM的水质模拟不确定性分析和风险决策

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浙江大学学报（工学版） 2012年第12期46卷 2231-2236,2242页

作者：张庆庆许月萍张徐杰徐晓浙江大学建筑工程学院水文与水资源工程研究所浙江杭州310058

将点源作为未知参数,结合一种新的马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)算法——延迟拒绝适应性Metropolis算法(DRAM),对钱塘江支流东阳江许村至义东桥河段的化学需氧量、氨氮、饱和溶解氧等3种指标的水质模型进行了贝叶斯参数估计.DRAM算法兼有延... 详细信息

将点源作为未知参数,结合一种新的马尔科夫链蒙特卡罗(MCMC)算法——延迟拒绝适应性Metropolis算法(DRAM),对钱塘江支流东阳江许村至义东桥河段的化学需氧量、氨氮、饱和溶解氧等3种指标的水质模型进行了贝叶斯参数估计.DRAM算法兼有延迟拒绝算法和适应性Metropolis算法的优点,且稳定收敛速度更快.基于抽样得到的马尔科夫链,对参数和模型误差项的后验分布进行了量化,并实现了点源的不确定性反演.用这个不确定性模型对污染物质量浓度的后验分布进行模拟,表现了良好的拟合效果.基于马尔科夫链,可对各类情景(如不同的水温、流量或点源排放情况)下的污染物超标风险进行直观的分析和预测,也易于实现敏感性分析.研究结果能帮助管理者制定不同水期的减排和调水风险决策,为钱塘江流域的水污染风险管理提供支持.

关键词： DRAM MCMC 贝叶斯估计不确定性分析风险决策

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气候变化对钱塘江常山港流域极端径流的影响

中南大学学报（自然科学版） 2013年第12期44卷 5154-5159页

作者：田烨许月萍徐晓张徐杰康丽莉浙江大学建筑工程学院水利工程学系水文与水资源研究所浙江杭州310058 浙江省海洋气象科学研究所浙江杭州310058

以HadCM3气候模式在A1B气候情景下对未来2020s(2011—2030年)时期的气候预测结果进行降尺度计算,预测钱塘江常山港流域未来2020s的降雨和气温,而后使用萨克拉门托模型模拟A1B情景下气候变化对流域出口断面径流量的影响。研究结果表明:20... 详细信息

以HadCM3气候模式在A1B气候情景下对未来2020s(2011—2030年)时期的气候预测结果进行降尺度计算,预测钱塘江常山港流域未来2020s的降雨和气温,而后使用萨克拉门托模型模拟A1B情景下气候变化对流域出口断面径流量的影响。研究结果表明:2020s的日降雨和日蒸发的年最大均值较之基准期有增大趋势,其中降雨的年最大平均值增大15.9%,潜在蒸发增大4.2%,然而模拟得到的常山站出口径流有减小的趋势。使用线性矩方法计算常山站基准期和2020s的设计洪水,出口断面的设计洪水有一定的减小趋势,五年一遇的设计洪水相对变化值达到36.04%。

关键词：径流模拟气候变化萨克拉门托模型设计洪水

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CCSM3模式下汉江流域设计暴雨计算

水力发电学报 2012年第4期31卷 49-53页

作者：张徐杰许月萍高希超马冲浙江大学建筑工程学院水文水资源研究所杭州310058

分析气候变化对降雨频率的影响,有助于水利工程的设计和规划。根据大气环流模式CCSM3的结果,结合IPCC第四次评估报告中给出的SRA1B、SRA2和SRB1三种排放情景,利用随机天气发生器LARS-WG生成汉江流域20个站点2020s时期逐日降雨资料,通过... 详细信息

分析气候变化对降雨频率的影响,有助于水利工程的设计和规划。根据大气环流模式CCSM3的结果,结合IPCC第四次评估报告中给出的SRA1B、SRA2和SRB1三种排放情景,利用随机天气发生器LARS-WG生成汉江流域20个站点2020s时期逐日降雨资料,通过线性矩方法计算各个站点的百年一遇设计暴雨值,并通过克里金方法插值至整个汉江流域。结果表明,百年一遇设计暴雨值在汉江流域呈现由下游向上游逐渐递减的特征没有明显改变,SRA1B和SRA2情景下,最大设计暴雨值出现在流域出口处的武汉站;三种排放情景下,百年一遇最大设计暴雨值都有所增加,SRA1B情景和SRA2情景下都有40mm左右的增幅;SRA2和SRB1情景下,上游地区的设计暴雨值则有减小的趋势。

关键词：工程水文学设计暴雨 LARS-WG 气候变化 CCSM3

基于自编码器的风力发电机组故障诊断方法研究

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基于自编码器的风力发电机组故障诊断方法研究

作者：张徐杰浙江理工大学

学位级别：硕士

风能作为一种可再生的清洁能源,近年来得到各国大力地开发。随着风电技术的发展,风机容量增加的同时也使得其结构复杂性大幅增长,最终导致风力发电机组故障频发的问题。由于风力发电机组的运维费用昂贵,因此对风力发电机组进行故障诊断... 详细信息

风能作为一种可再生的清洁能源,近年来得到各国大力地开发。随着风电技术的发展,风机容量增加的同时也使得其结构复杂性大幅增长,最终导致风力发电机组故障频发的问题。由于风力发电机组的运维费用昂贵,因此对风力发电机组进行故障诊断具有极高的研究价值。不同于解析模型方法,数据驱动的故障诊断方法不依赖于建立准确的物理模型,通过分析大量采集到的反映机械运行状态的数据即可出色地完成故障诊断任务。作为开启大数据时代的钥匙,深度学习（deep learning,DL）方法在过去十几年中受到了学术界和工业界的广泛关注。在各种DL方法中,多层感知机（multilayer perceptron,MLP）、自编码器（autoencoder,AE）及循环神经网络（recurrent neuron network,RNN）等方法已经在实际工程项目中得到了广泛应用。然而,当面对地形复杂、天气多变的风电场环境时,传统的AE方法已经难以对大型的风力发电机组进行精确建模,因此时时出现误报、漏报及故障诊断错误等问题。为此,本文针对风力发电机组数据集存在的非线性、类不平衡、高维度及时序性等问题,围绕AE方法展开,结合生成对抗网络（generative adversarial network,GAN）和长短时记忆网络（long short-term memory network,LSTM）等方法,针对齿轮箱和叶片等故障率高的风机部件,以及浮式风力发电机组提出了三种故障监测及诊断模型。具体工作内容包括以下几个部分:1.介绍了机械故障诊断领域的研究背景、目的与意义。本文对基于深度学习的风力发电机组故障诊断国内外研究现状进行了回顾,并介绍了现有的相关研究方法。2.针对风力发电机组齿轮箱故障样本少的问题,本文提出了一种结合AE和GAN的异常监测方法,即GANomaly方法。考虑到在风电场监测到风电齿轮箱故障时,工作人员会及时停机从而导致故障样本缺乏的问题。该模型基于健康样本进行离线训练,当在线监测识别到故障样本时,模型会输出高于阈值的分值。风电齿轮箱振动信号数据集证明了所提方法相比于其他深度学习方法拥有更加优越的故障监测性能。3.由于采集振动信号需要对风力发电机组加装额外的传感器,从而给风电场带来巨大的成本。因此,本文基于监控与数据采集系统（supervisory control and data acquisition,SCADA）数据对叶片断裂故障进行监测。此外,针对风机SCADA数据存在的时序性、非线性和高维度等特点,本章提出了一种改进的长短时记忆网络自编码器（mogrifier long short-term memory autoencoder,MLSTM-AE）模型用以监测断裂故障。通过某风电公司提供的真实风电场SCADA数据进行验证,所提出的MLSTM-AE方法相比于其他方法可以更早的识别到叶片断裂故障,且结果具有更高的准确率和更低的误报率。4.由于陆上风电存在占地、扰民以及发电不稳定等问题,因此海上风电正逐渐成为风电领域的热门研究方向。但是因其工作环境恶劣,海上风电的故障诊断研究对提高其运行效率,可靠性和经济性都有很重要的意义。针对浮式海上风力发电机组（floating offshore wind turbine,FOWT）数据集存在非线性、多噪声等问题,本文提出了一种结合滑窗堆叠去噪自编码器（sliding window stack denoising autoencoder,SWSDAE）和MLP的故障诊断方法,即SWSDAE-MLP。所提方法在丹麦技术大学和斯图加特风能研究所共同开发的10MW三梁浮式平台三叶变速风机仿真模型上进行测试。实验结果表明,与其他方法相比,所提出的SWSDAE-MLP模型具有最好的故障诊断性能。5.对过去的相关研究进行了系统而又全面的总结。随后,针对当前工作中存在的不足和有待完善的方面,分析了进一步完善的可行性,并展望了该研究领域未来的研究趋势与方向。

关键词：风力发电机组故障诊断深度学习自编码器

基于Kinect单目视觉的SLAM的相关问题研究

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基于Kinect单目视觉的SLAM的相关问题研究

作者：张徐杰沈阳工业大学

学位级别：硕士

同时定位与地图创建,即SLAM(Simultaneous Localization and Mapping),是近几十年里自主移动的只能机器人领域中有最主要的发展研究方向。SLAM技术是自主机器人的核心技术,应用于机器人的导航、控制、检测、生产等各个方面。尤其在二十... 详细信息

同时定位与地图创建,即SLAM(Simultaneous Localization and Mapping),是近几十年里自主移动的只能机器人领域中有最主要的发展研究方向。SLAM技术是自主机器人的核心技术,应用于机器人的导航、控制、检测、生产等各个方面。尤其在二十一世纪,能更准确更详细获取未知环境信息的视觉传感器成为SLAM研究的核心技术,在理论和方法上都取得了一些突破,正逐步从实验室研究迈向成熟的市场应用。在实际生活生产中,基于视觉SLAM的自主移动机器人对于实时性与鲁棒性要求很高。因此对于视觉SLAM,实时性与鲁棒性成为最新的研究热点。本文以美国微软(Microsoft Corporation)公司的Kinect for Windows深度相机作为环境感知传感器,对移动机器人的同事定位与地图构建问题(Simultaneous Localization and Mapping)进行研究。通过大量阅读研究国内国外的优秀文献,在总结了几种经典特征提取与特征匹配算法的基础上,提出了一种更具备实时性与鲁棒性的M-FAST特征点提取与匹配算法,并将该算法运用到RGB-D SLAM中。本文主要内容具体如下:(1)简述了SLAM算法的基本原理与一般过程,介绍和研究了SLAM技术在国内外研究现状,对现在SLAM问题的研究热点视觉SLAM技术做了深入的调研。针对于当前的SLAM研究工作,重点论述了基于扩展的卡尔曼滤波(EKF)的单目视觉SLAM的视觉方法。(2)对如何获取SLAM算法系统中的视觉路标进行研究,对于常用的特征点检测算法,如Harris特征点点检测算法,尺度不变特征转换(SIFT)特征点检测算法,快速鲁棒特征(SURF)特征点点检测算法,FAST特征点点检测算法进行分析对比。根据SLAM算法中三维重建的实时性的特点,选取快速特征点检测算法(FAST)来获取未知环境中的自然视觉路标来实时矫正SLAM算法定位的累积误差。并重点对FAST算法进行优化,提出一种M-FAST算法提高角点检测的精度以及实时性和鲁棒性,运用SURF算法进行特征点匹配,提高特征匹配的鲁棒性。(3)本文深入研究了基于扩展的卡尔曼滤波(Extended Kalman Fileter,EKF)的单目视觉SLAM算法,包括EKF的原理,SLAM模型的建立,基于EKF单目视觉SLAM框架的构建,并为此进行实验分析和验证。并引入Kinect深度相机来获取未知环境的二维信息与深度信息,详细介绍Kinect深度相机的基本工作原理。(4)本文阐述了近两年最新的视觉SLAM的研究算法,基于Kinect的RGB-D SLAM算法与ORB SLAM算法。并将前面所做的M-FAST角点检测提取及SURF特征匹配算法运用到基于Kinect的RGB-D SLAM算法中。

关键词： SLAM算法特征提取 M-FAST Kinect深度相机深度信息三维重建

两种降尺度方法对钱塘江流域日设计暴雨计算的影响

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中山大学学报（自然科学版） 2014年第1期53卷 52-56页

作者：张徐杰马冲朱仟泮苏莉许月萍浙江大学水文与水资源工程研究所浙江杭州310058

研究气候变化对水资源的可能影响,能让人类在面临气候变化时能够及时地采取相应措施。利用大气环流模式HadCM3的结果和国家气象局提供的钱塘江流域7个站点1961-1990年逐日实测气象资料,选取A1B排放情景,分别通过动力降尺度方法和统计降... 详细信息

研究气候变化对水资源的可能影响,能让人类在面临气候变化时能够及时地采取相应措施。利用大气环流模式HadCM3的结果和国家气象局提供的钱塘江流域7个站点1961-1990年逐日实测气象资料,选取A1B排放情景,分别通过动力降尺度方法和统计降尺度方法,分析2011-2030时期(2020s)的日设计暴雨,并对两种方法计算得出的设计暴雨进行比较。结果表明,除个别站点外,在A1B情景下,两种降尺度方法下极端暴雨出现的频率相比基准期都有所增加,其中动力降尺度方法下不同重现期的设计暴雨值增幅更大。

关键词：气候变化降尺度方法 PRECIS LARS—WG 降雨频率

浅论沥青砼道路施工技术在市政道路施工中的应用

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2021年第3期 167-168页

作者：张徐杰上海市奉贤建设发展集团市政公路工程有限公司上海201400

沥青砼施工技术是道路工程施工中重要的技术方法,对道路工程的质量起着非常关键的作用,相关工艺的合理利用在一定程度上决定着道路工程的质量和效率。本文结合上海市奉贤区贤浦路(南行港路~大叶公路)道路新建工程项目,论述了该项目沥青... 详细信息

沥青砼施工技术是道路工程施工中重要的技术方法,对道路工程的质量起着非常关键的作用,相关工艺的合理利用在一定程度上决定着道路工程的质量和效率。本文结合上海市奉贤区贤浦路(南行港路~大叶公路)道路新建工程项目,论述了该项目沥青砼道路施工中的应用,从而表明沥青砼道路施工技术在贤浦路(南行港路~大叶公路)道路新建工程项目中的关键效用和重要性。因此,在当前阶段要加强对沥青砼施工工艺的重视,掌握影响施工的相关因素,进一步确保道路工程的质量,做好沥青砼施工技术的完善和升级,为交通运输行业的发展奠定坚实的基础。

关键词：沥青砼施工市政道路应用

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气候变化对金华江流域未来枯水的可能影响

水力发电学报 2015年第6期34卷 95-99页

作者：马冲朱冠天高希超张徐杰许月萍浙江大学建筑工程学院水文水资源研究所杭州310058 浙江省水文局杭州310009

枯水水文是水文学的重要组成部分,枯水与人类的生产生活以及生态息息相关。但与洪水相比较,枯水水文的研究并没有得到足够多的重视。气候变化与人类活动对全球和区域水资源的影响是当前研究的一个重点和难点。本文利用统计降尺度的方法... 详细信息

枯水水文是水文学的重要组成部分,枯水与人类的生产生活以及生态息息相关。但与洪水相比较,枯水水文的研究并没有得到足够多的重视。气候变化与人类活动对全球和区域水资源的影响是当前研究的一个重点和难点。本文利用统计降尺度的方法来预测气候变化下金华江流域未来的降水和温度,同时结合萨克拉门托模型预测金华江流域的径流,最后对基准期实测径流和未来模拟径流的枯水指标7Q10和30Q10进行了比较,结果表明,在温室气体排放情景A2和B2两种气候情景下,这两个枯水指标都有明显增大的趋势。

关键词：工程水文学统计降尺度枯水径流气候变化频率分析萨克拉门托模型