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基于波形匹配端点延拓法优化的经验模态分解算法在铁路继电器参数降噪上的应用

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电工技术学报 2022年第10期37卷 2656-2664页

作者：李文华姜惠赵正元潘如政胡康生省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 沈阳铁路信号有限责任公司沈阳110000

针对铁路继电器参数的噪声问题,为提取其有效信息,该文建立一种基于改进波形匹配延拓法优化的经验模态分解(EMD)算法,利用自相关函数分离含噪信号,小波阈值去除噪声的混合降噪模型。首先根据继电器参数特点对波形匹配方法进行改进,重新... 详细信息

针对铁路继电器参数的噪声问题,为提取其有效信息,该文建立一种基于改进波形匹配延拓法优化的经验模态分解(EMD)算法,利用自相关函数分离含噪信号,小波阈值去除噪声的混合降噪模型。首先根据继电器参数特点对波形匹配方法进行改进,重新定义匹配误差度公式,并引入匹配精度误差系数,采用改进波形匹配延拓法优化EMD分解过程产生的端点效应,得到有效的固有模态分量(IMF)和余项;然后求解其自相关函数,并根据自相关函数图像结合噪声信号特征分离出含噪分量;最后对含噪分量进行小波阈值去噪,去噪后与剩余分量和余项结合,得到重构后的参数序列。同时,提出利用结构相似性(SSIM)评价指标,结合信噪比(SNR)、方均误差(MSE)指数对模型可靠度评判。通过结果分析,并与EMD分解后重构和小波阈值去噪方法作对比,证明该模型可优化铁路继电器参数的降噪效果。

关键词：端点效应波形匹配端点延拓法自相关函数结构相似性(SSIM)指数

基于非下采样剪切波变换的元素分布与形貌信息融合方法在触头表面微观分析上的应用

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电工技术学报 2022年第13期37卷 3331-3340页

作者：李文华赵培董赵正元潘如政胡康生省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 天津300130 沈阳铁路信号有限责任公司沈阳110000

针对观察单模态图像难以对触头表面进行完整评价的问题,为将所有相关信息从多种模式有效部署到单个图像中,该文提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)的元素分布与形貌信息融合方法。对于扫描电子显微镜&X-射线能谱仪(SEM&EDS)记录的触... 详细信息

针对观察单模态图像难以对触头表面进行完整评价的问题,为将所有相关信息从多种模式有效部署到单个图像中,该文提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)的元素分布与形貌信息融合方法。对于扫描电子显微镜&X-射线能谱仪(SEM&EDS)记录的触头表面的元素分布与三维非接触式分析系统记录的表面微观形貌信息,首先在鲸鱼优化算法(WOA)的帮助下,采用基于B样条配准方法;其次应用一种新的加权能量融合规则,实现了具有不同分辨率的多模图像的融合;最后从融合触头图像中圈定出不同元素分布。通过融合结果,该文分析了触头材料转移和微观形貌,研究了触头表面元素分布,为分析触头表面结构变化、分析并定位表面聚集膜以及准确地计算接触电阻奠定了基础。

关键词：继电器触头图像融合非下采样剪切波变换扫描电子显微镜和X-射线能谱仪表面形貌

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大同步电动机断电失步建模、仿真与保护设计

高电压技术 2004年第9期30卷 6-9页

作者：段大鹏孙玉坤潘如政江苏大学电气信息工程学院镇江212013 天津大学电气与自动化工程学院天津300072

详析了大功率同步电动机断电失步过渡过程中的转速、电压、电流及转矩 ,运用双反应理论建立了dq0坐标系下非同期冲击时刻电动机的Park电压状态方程 ,并与转子机械运动方程联立获得了失步后电源恢复时的数学模型即七阶变系数非线性微分... 详细信息

详析了大功率同步电动机断电失步过渡过程中的转速、电压、电流及转矩 ,运用双反应理论建立了dq0坐标系下非同期冲击时刻电动机的Park电压状态方程 ,并与转子机械运动方程联立获得了失步后电源恢复时的数学模型即七阶变系数非线性微分方程组。运用MATLAB仿真了这种严重故障状态 ,利用四阶变步长龙格库塔法得到了非同期冲击电流、转矩与功角的数值解及波形图。仿真表明非同期冲击电流与转矩可 >15倍的额定值。

关键词：大功率同步电动机断电失步非同期冲击仿真保护设计

基于自适应可变权重的铁路继电器机电参数融合方法研究

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铁道科学与工程学报 2022年第1期19卷 248-255页

作者：李文华尹世桢赵正元夏艳华潘如政河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300130 沈阳铁路信号有限责任公司辽宁沈阳110025

铁路继电器性能优劣直接影响铁路系统的正常运行。为分析铁路继电器长期动作造成的性能退化,研究一种融合继电器机械参数和电参数的方法来综合反映继电器性能状态。利用熵权法分析继电器性能参数所含退化信息量,客观确定参数基础权重。... 详细信息

铁路继电器性能优劣直接影响铁路系统的正常运行。为分析铁路继电器长期动作造成的性能退化,研究一种融合继电器机械参数和电参数的方法来综合反映继电器性能状态。利用熵权法分析继电器性能参数所含退化信息量,客观确定参数基础权重。根据性能参数退化特征,引入考虑关键参数优化差异的劣化参数凸显因子和异常趋势惩罚因子,对基础权重进行优化调整,获得自适应可变权重,确定能够综合反映继电器机电性能退化的融合参数。分析结果表明:采用自适应可变权重可以有效融合继电器机械参数和电参数;对融合参数及多维性能参数进行预测,能够确定继电器的寿命及失效机理。

关键词：铁路继电器熵权法自适应可变权重参数融合性能退化

轴对称ELF磁场中的球细胞感应电场及跨膜电位

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2004年第8期37卷 713-716页

作者：姜常珍罗翠钦潘如政王江张立天津大学电气与自动化工程学院天津300072

为揭示低频磁场作用下人体的电生理特性,研究轴对称ELF(extremelylowfrequency)磁场作用下球细胞的感应电场和跨膜电位,并结合相关实验讨论了磁场对[Ca2+]i的影响,对不同磁场激励模式、不同频率下的跨膜电位进行了仿真分析.结果表明,EL... 详细信息

为揭示低频磁场作用下人体的电生理特性,研究轴对称ELF(extremelylowfrequency)磁场作用下球细胞的感应电场和跨膜电位,并结合相关实验讨论了磁场对[Ca2+]i的影响,对不同磁场激励模式、不同频率下的跨膜电位进行了仿真分析.结果表明,ELF磁场可以改变球细胞的跨膜电位,并与频率相关.

关键词：磁场生物效应感应电场跨膜电位轴对称ELF磁场球细胞

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软开关DC/DC变换器混沌现象的研究

软开关DC/DC变换器混沌现象的研究

作者：潘如政天津大学

学位级别：硕士

近年来电力电子技术迅猛发展,直流开关电源广泛应用于计算机、通信、电力系统和航空航天等领域。软开关技术满足了电源设备的日益小型化、高频化、高效率的要求,成为电力电子领域热门的研究方向并且得到了广泛的应用。DC/DC变换器在运... 详细信息

近年来电力电子技术迅猛发展,直流开关电源广泛应用于计算机、通信、电力系统和航空航天等领域。软开关技术满足了电源设备的日益小型化、高频化、高效率的要求,成为电力电子领域热门的研究方向并且得到了广泛的应用。DC/DC变换器在运行过程中出现不明电磁噪声、控制系统不稳定、甚至其运行状态突然崩溃等现象意味着DC/DC变换器工作在混沌状态。混沌现象是DC/DC变换器非线性特性的一种外在表现,目前已成为电力电子研究领域的一个前沿课题。由于DC/DC变换器存在着非线性和复杂性,使得DC/DC变换器混沌现象的研究处于理论上的探索及实验上的观察阶段,有大量研究有待于进一步开展。本文以基本的软开关DC/DC变换器(Buck ZVS PWM和Boost ZVS PWM变换器)为对象,从变换器工作原理、离散建模、混沌分析及混沌区域划分等几个方面,进行了深入的理论研究和模拟仿真。本论文的具体内容如下:第一章介绍论文的相关研究背景,选题意义,以及论文的主要工作及创新点。第二章主要介绍混沌学的相关知识。第三章主要介绍Buck ZVS PWM和Boost ZVS PWM变换器的电路拓扑结构以及进行详细分析。第四章通过第三章对Buck ZVS PWM变换器的详细分析,建立软开关变换器精确离散数学模型,绘制变换器的混沌图形,通过仿真对变换器混沌图形进行验证,并计算出变换器的Lyapunov指数。第五章通过第三章对Boost ZVS PWM变换器的详细分析,建立软开关变换器精确离散数学模型,绘制变换器的混沌图形,通过仿真对变换器混沌图形进行验证,并计算出变换器的Lyapunov指数。第六章对软开关DC/DC变换器的两个电路参数组合时的混沌区域进行划分,给出软开关DC/DC变换器的稳定区域。最后对本论文所做的工作进行总结,并对后续的研究工作进行展望。

关键词：软开关混沌 DC/DC变换器混沌区域离散数学模型

Boost ZVS PWM变换器混沌现象研究

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电工技术学报 2007年第5期22卷 78-83页

作者：潘如政孙广生严萍潘春伟段大鹏中国科学院电工研究所山东建筑大学信息与电气工程学院济南250101 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

为了研究软开关功率变换器中的混沌现象,以Boost ZVS PWM变换器为研究对象建立了精确离散数学模型,并基于此模型得到Boost ZVS PWM变换器的分岔图,通过仿真电压、电流及相平面图证明了分岔图与变换器运行状态基本一致,利用曲线拟合的方... 详细信息

为了研究软开关功率变换器中的混沌现象,以Boost ZVS PWM变换器为研究对象建立了精确离散数学模型,并基于此模型得到Boost ZVS PWM变换器的分岔图,通过仿真电压、电流及相平面图证明了分岔图与变换器运行状态基本一致,利用曲线拟合的方法划分出变换器的稳定区域,得到稳定区域随负载变化的趋势。本文建立的精确离散数学模型建立在数学通用公式基础上,可以应用于其他软开关DC/DC变换器混沌现象的研究。

关键词：幌沌软开关 DC/DC变换器离散数学模型

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空气中激光触发沿面闪络的蒙特卡罗仿真

强激光与粒子束 2010年第4期22卷 887-890页

作者：潘如政王珏严萍孙广生张东东周媛李敏堂河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130 中国科学院电工研究所北京100190

搭建了空气中脉冲电压下激光触发沿面闪络试验平台,在试验平台上进行了尼龙介质的激光触发沿面闪络特性试验,应用蒙特卡罗方法对尼龙在空气中激光触发沿面闪络过程进行仿真。建立了激光触发沿面闪络的蒙特卡罗仿真模型,对蒙特卡罗算法... 详细信息

搭建了空气中脉冲电压下激光触发沿面闪络试验平台,在试验平台上进行了尼龙介质的激光触发沿面闪络特性试验,应用蒙特卡罗方法对尼龙在空气中激光触发沿面闪络过程进行仿真。建立了激光触发沿面闪络的蒙特卡罗仿真模型,对蒙特卡罗算法的实现过程进行了描述,得出激光能量密度不同时的闪络时延。仿真结果显示,随着激光能量密度的上升,激光触发沿面闪络时延下降,这表示激光能量密度增加,在介质表面上产生的电子数增多,使沿面闪络的时延减小,仿真结果与试验结果趋势一致,初步验证了空气中脉冲电压下激光触发沿面闪络机理。

关键词：沿面闪络开关沿面闪络激光触发蒙特卡罗仿真

Al_2O_3陶瓷在脉冲电压下的激光触发沿面闪络特性研究

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电工技术学报 2015年第12期30卷 314-319页

作者：潘如政李敏堂赵争菡汪友华王珏严萍河北工业大学电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室天津300130 军事交通学院军事交通运输研究所天津300161 中国科学院电工研究所北京100190

为研究脉冲电压下的激光触发沿面闪络特性,在试验室中建立了精确的激光触发沿面闪络试验系统,解决了激光脉冲与试品上所加脉冲电压的同步问题,在此基础上应用平板电极和柱状绝缘材料进行了激光触发沿面闪络试验。试验中采用铜材料平板电... 详细信息

为研究脉冲电压下的激光触发沿面闪络特性,在试验室中建立了精确的激光触发沿面闪络试验系统,解决了激光脉冲与试品上所加脉冲电压的同步问题,在此基础上应用平板电极和柱状绝缘材料进行了激光触发沿面闪络试验。试验中采用铜材料平板电极,试品为Al2O3材料圆柱绝缘材料,试验中激光波长为1 064/532nm并聚焦成长方形光斑,得到在不同的激光能量密度及施加电压下的闪络时延和抖动。研究表明:激光能量密度越大、施加电压越高,闪络时延和抖动越小;532nm波长激光触发的时延小于1 064nm波长激光触发的时延;真空条件下的时延和抖动均小于空气条件下的时延和抖动。

关键词：沿面闪络脉冲电压激光触发时延抖动空气真空