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基于二维卷积神经网络的逆变器故障诊断研究

基于二维卷积神经网络的逆变器故障诊断研究

作者：陆浩博兰州交通大学

学位级别：硕士

新能源发电在当今世界的发展中占据了重要的地位,光伏发电技术近些年来也取得了极大的进步,光伏发电技术也朝着大型并网化发展。随着设备自动化程度的提高,并网逆变器一旦发生故障将对整个电网系统带来极大的危害,因此为了减少对人和社... 详细信息

新能源发电在当今世界的发展中占据了重要的地位,光伏发电技术近些年来也取得了极大的进步,光伏发电技术也朝着大型并网化发展。随着设备自动化程度的提高,并网逆变器一旦发生故障将对整个电网系统带来极大的危害,因此为了减少对人和社会公共财产的影响,通过对并网逆变器的故障诊断来确保发电系统的稳定性和安全性显得尤为重要。为了将深度学习在识别二维图像上的优势应用于三相并网逆变器故障诊断,本文提出了一种基于二维卷积神经网络(Two-dimensional Convolutional Neural Network,2DCNN)的逆变器故障诊断模型。由于逆变器不同工作状态的电流信号不同,其数据的时间序列编码形成的图像也不同,这使得图像识别技术可以用于时间序列分类,用来识别逆变器故障电流信号。首先,对三相并网逆变器的的主电路拓扑结构进行了说明,选定电压源型三相两电平逆变器作为本文的研究对象,在MATLAB/Simulink中搭建了三相并网逆变器的仿真模型,并且在分析了逆变器发生故障的故障种类和原因之后,通过Simulink仿真模型模拟出逆变器所有的22种工作情况,包括了1种正常工作情况和21种开路故障情况,并采集逆变器输出的A相电流信号作为一维时域信号数据,作为后续研究的数据基础。其次,针对一维时域信号转化为二维图像的方法展开了研究。将一维时域信号转化为二维图像,不仅能够保留信号对于时间的依赖性,同时也可以挖掘出信号更深层次的特征。本文采用了格拉姆角场(Gramian Angular Field,GAF)中的格拉姆角差场(Gramian Angular Summation Field,GASF)、格拉姆角和场(Gramian Angular Difference Field,GADF)、马尔可夫变迁场(Markov Transition Field,MTF)和递归图(Recurrence Plots,RP)四种方法将一维时域信号转化为二维图像,然后将转化后的二维图像作为2D-CNN的数据集。再次,针对2D-CNN的结构以及网络中各层的结构及原理进行了分析研究,搭建了适用于本文三相并网逆变器故障诊断的2D-CNN模型,该模型结构相比于经典模型更加简单,在识别故障上也有着极高的精确度。最后,将搭建好的2D-CNN引入三相并网逆变器的故障诊断中,提出了基于2DCNN的逆变器故障诊断方法,先利用GASF、GADF、MTF和RP分别将一维的逆变器故障信号数据转化为二维图像,不同的二维图像分别构建数据集,将不同的数据集作为2D-CNN模型的输入,再通过2D-CNN模型对数据集进行训练,最终完成故障的检测、分类和定位。仿真试验结果表明,该方法的识别准确率受噪声数据的影响小,在一定的噪声范围内,具有较强的抗干扰能力。该方法相比于其他传统方法,诊断速度较快,具有更好的准确性和可靠性。

关键词：故障诊断三相并网逆变器一维时域信号二维图像二维卷积神经网络

基于电化学-热耦合模型的长/短刀片型锂离子电池性能比较研究

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机械工程学报 2024年

作者：陆浩然邹梦珍李哲清华大学车辆与运载学院清华大学汽车安全与节能国家重点实验室

新能源汽车快速发展对动力电池的能量密度和安全性提出了更高的要求，刀片电池构型显著提高了动力电池体积利用率，弥补现有磷酸铁锂(LFP)电池材料体系能量密度低的缺点。通过搭建刀片电池1D电化学+3D热耦合模型，进行如下三方面的探究... 详细信息

新能源汽车快速发展对动力电池的能量密度和安全性提出了更高的要求，刀片电池构型显著提高了动力电池体积利用率，弥补现有磷酸铁锂(LFP)电池材料体系能量密度低的缺点。通过搭建刀片电池1D电化学+3D热耦合模型，进行如下三方面的探究：第一，探究环境温度、充电倍率和换热系数三类变量对不同长度刀片电池的容量、内阻等电化学性能的影响，通过直流阻抗分解法(Directive current resistance,DCR)溯源影响性能的原因并定位了对应的物理化学过程；第二，探究上述三种变量对长/短刀电池温升过程和充电末期电池最大温差的影响，通过产热分解法(Heatproductiondecomposition,HPD)揭示电池各部件的产热程度；第三，探究电池尺寸和换热系数对电池温度均一性的影响。结果表明：(1)刀片电池长短对电化学性能的影响源于集流体电阻，其电阻随电池长度增加而增大；刀片电池长短对热性能影响由电池产热、传热和表面散热三者共同决定，长度增加增大集流体产热，降低电池各向均温性能；(2)环境温度和换热系数对电化学性能和热性能影响较小，倍率增大使过电势增加造成电池容量下降；电极产热随倍率增加均有所增大。换热系数增强提高长度方向均温性能，L400,L800,L1200计算结果表明，控制电池长度和提高材料热导率亦有利于增强电池各向均温性能。

关键词：刀片电池跨尺度电热耦合阻抗分析产热分析均温设计

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曲面阵列天线方向图综合与设计技术研究

曲面阵列天线方向图综合与设计技术研究

作者：陆浩棋南京信息工程大学

学位级别：硕士

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基于机器学习的数字对象生成方法技术研究

基于机器学习的数字对象生成方法技术研究

作者：陆浩东北方工业大学

学位级别：硕士

数字对象体系架构是未来互联网发展的重要组成部分。该架构是将互联网上所有事物、流程、服务和各类数据抽象成数据对象。这种架构通过为每个数据对象分配唯一的标识符,不仅促进了信息资源的标准化管理,而且极大地提高了互联网信息的可... 详细信息

数字对象体系架构是未来互联网发展的重要组成部分。该架构是将互联网上所有事物、流程、服务和各类数据抽象成数据对象。这种架构通过为每个数据对象分配唯一的标识符,不仅促进了信息资源的标准化管理,而且极大地提高了互联网信息的可检索性和互操作性。然而,国内的数字对象体系发展仍处于初级阶段,面临着一系列挑战和需求。首先,当前数字对象体系和系统作为一种新兴的技术框架,其实际应用场景的积累尚不足,可用的数字对象数量有限。这不仅限制了该体系的实用性,也给数字对象系统的研发和性能测试带来了困难。特别是在进行性能测试时,大量高质量的测试数据是不可或缺的,并且现有的数字对象数量和质量往往难以满足这一需求。其次,目前在补充和完善数字对象时,缺乏统一的规范化标准。数字对象的生成依赖于对互联网电子资源的抽象和封装,这要求有一套明确的元数据标准来指导数字对象的创建和管理。然而,这样的标准尚未普及,行业标准的缺失或不统一严重影响了数字对象体系的发展和应用。为了解决上述问题,首先明确了数字对象结构的定义,基于都柏林核心元数据集和业务规则确定数字对象创建的基准标准,规范了数字对象结构的完整定义。通过这一标准化的定义,本研究为数字对象的封装和管理提供了明确的指导,有助于提高数字对象的质量和系统的可用性。进一步地,本文提出了一种数字对象生成方法,通过实施基于随机抽样的数据扩散方法,对小样本集进行了有效的数据扩散,扩大了测试数据的规模;在此基础上,提出了一种改进的贝叶斯网络算法,通过结合专家先验知识校验的贝叶斯网络算法构建了数字对象生成模型,这一模型能够生成大量既符合标准又高度真实和相关的数据集,为数联网性能测试提供了充足的数据资源。以南海态势事件为应用案例,成功将该事件封装成数字对象,辅助生成了大量测试数据集,进一步验证了模型的有效性和实用性。最终,本研究通过一套系统对数据、模型、算法进行了松耦合式管理,该平台不仅展示了研究成果,也为数字对象体系的进一步研究和应用提供了有力的支持。

关键词：测试数据生成贝叶斯网络数据扩散数字对象先验知识

面向开放世界的联邦学习综述：挑战、技术与应用

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南京邮电大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陆浩天董育宁卢官明南京邮电大学通信与信息工程学院

随着数据隐私保护意识的日益提升和实际应用环境的动态变迁，联邦学习作为一种隐私保护型的机器学习技术备受瞩目。然而，现实世界的应用场景往往是开放且动态的，使得开放世界下的联邦学习成为当前研究的热点之一。文中全面梳理了当前... 详细信息

随着数据隐私保护意识的日益提升和实际应用环境的动态变迁，联邦学习作为一种隐私保护型的机器学习技术备受瞩目。然而，现实世界的应用场景往往是开放且动态的，使得开放世界下的联邦学习成为当前研究的热点之一。文中全面梳理了当前开放环境下联邦学习所面临的问题，对现有方法进行了系统的分类综述，并探讨了其在网络流分类领域的潜在应用。首先，针对非独立同分布数据问题，不仅回顾了传统场景下的解决方案，还引入了动态联邦学习场景；其次，鉴于数据标签稀缺的问题，归纳了联邦半监督学习的相关算法；最后，探讨了联邦环境下的未知类处理方法，并展望了未来的研究方向和网络流分类中的应用前景。

关键词：联邦学习非独立同分布联邦半监督学习联邦开放集识别

基于刚度可调的气动位置伺服系统摩擦补偿控制

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 138-148页

作者：魏琼陆浩吴子龙白林勇张道德李奕湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

气动伺服系统的低刚度、低气源压强、流量易饱和等特性,导致系统在工作过程中能量耗散较大,系统易受摩擦影响,且补偿效果不明显。尤其是当系统的运动方向改变时,会产生明显的“平顶现象”,严重影响气动伺服系统的跟踪精度。采用负载口... 详细信息

气动伺服系统的低刚度、低气源压强、流量易饱和等特性,导致系统在工作过程中能量耗散较大,系统易受摩擦影响,且补偿效果不明显。尤其是当系统的运动方向改变时,会产生明显的“平顶现象”,严重影响气动伺服系统的跟踪精度。采用负载口独立控制结构,消除因两腔耦合而导致的能量耗散,使系统流量特性尽可能地位于线性区间;针对气动系统中存在的摩擦中部分参数不确定,以及外界干扰、动态负载的不确定性,设计非线性自适应鲁棒控制方法;将系统的刚度调节与自适应鲁棒控制进行协同控制,提高气动位置伺服系统的动态性能。仿真和实验结果均表明:具有刚度调节的自适应鲁棒控制能够明显降低系统能量耗散,提高系统位置跟踪精度,有效改善摩擦引起的“平顶现象”。

关键词：摩擦补偿气动位置伺服刚度调节负载口独立控制

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利用COSMIC-1/2 IonPrf产品分析中国区域近15年电离层时空变化特征

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 765-774页

作者：陆浩楠叶世榕张庆兰夏朋飞鄂盛龙武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 国家基础地理信息中心北京100830 广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510620

利用2006—2020年中国区域的COSMIC-1/2(constellation observing system for meteorology ionosphere and climate-1/2)IonPrf产品数据,分析了中国区域电离层时空变化特征。首先介绍新一代COSMIC-2在中国以及全球区域的数据质量状况;然后对IonPrf产品的数据质量控制和电离层特征参数提取方法进行说明;最后,以不同时间尺度统计分析了中国区域近15年电离层特征参数在一个完整太阳活动周期不同活动水平下的时空变化特征。统计结果表明,中国区域电离层变化具有与太阳活动相关的周年变化、季节变化和日变化特征;周年变化中具有明显空间分布特征,以30°N左右为界,中国南方地区峰值密度NmF2、峰值高度HmF2和电子总含量(total electron content,TEC)年均值普遍高于北方地区;在月份季节变化中,NmF2和TEC最大值一般出现在3月、10月,最小值出现在6月、7月,仅中国南方部分地区存在冬季异常现象,且春、夏季的HmF2均值大于秋、冬季;在日变化中,NmF2和TEC的最大值主要出现在地方时(local time,LT)12:00—16:00,且峰值对应的地方时随纬度升高而向前推移。当太阳活动高年时,日落后NmF2和TEC仍保持较高水平。HmF2在中国南方地区最大值出现在LT 12:00—16:00,最小值出现在LT 05:00—07:00,北方地区HmF2的值白天普遍低于夜间。

关键词： COSMIC-1/2 电离层时空特征中国区域 IonPrf产品

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氨甲环酸不同使用方式在全膝关节置换术中的有效性与安全性

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中国医院药学杂志 2024年

作者：冯陈沈珠陶宏陆浩朱珠苏州大学附属第二医院药学部壹正医院管理发展(北京)中心

目的：探讨全膝关节置换术术中氨甲环酸不同使用方式对围术期失血量及安全性的影响。方法：回顾性分析2020年10月1日至2022年12月31日在苏州大学附属第二医院接受单侧全膝关节置换术的1 026例患者，按氨甲环酸不同使用方式分为3组：静... 详细信息

目的：探讨全膝关节置换术术中氨甲环酸不同使用方式对围术期失血量及安全性的影响。方法：回顾性分析2020年10月1日至2022年12月31日在苏州大学附属第二医院接受单侧全膝关节置换术的1 026例患者，按氨甲环酸不同使用方式分为3组：静脉滴注1 g组、静脉滴注2 g组、静脉滴注1 g+局部关节腔注射1 g组（联合组）。比较3组患者术中失血量，术后引流量，围术期总失血量，手术前后血红蛋白、红细胞压积水平变化，输血率及术后血栓发生率等情况。结果：静脉滴注2 g氨甲环酸在术中出血量、围术期总失血量、血红蛋白最大下降值、红细胞压积最大下降值均显著小于其他两组（P＜0.05）；静脉滴注组与联合组的术后引流量没有显著性差异（P＞0.05）；静脉滴注组与联合组在输血率、术后深静脉血栓发生率、术后肌间血栓发生率没有显著差异；联合组可以降低患者住院天数（P＜0.05）。结论：全膝关节置换术术中静脉滴注2 g氨甲环酸可以有效降低患者围术期总失血量与术中失血量，且不增加患者术后血栓发生风险，安全性较好。

关键词：全膝关节置换术氨甲环酸围术期失血量静脉血栓

顶级医学期刊刊载的药学服务类研究的范围综述

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中国医院药学杂志 2024年

作者：李灿陆浩高雯张宏亮信阳农林学院药学院壹正医院管理发展(北京)中心青岛和睦家医院药房广西医科大学第一附属医院药学部

目的：对顶级医学期刊刊载的药学服务类研究进行汇总并分析，以期为药师开展药学服务类研究提供参考。方法：以期刊和药学服务内容为检索词，计算机检索PubMed数据库，搜集2000年1月1日至2023年8月21日发表于四大顶级医学期刊的药学服... 详细信息

目的：对顶级医学期刊刊载的药学服务类研究进行汇总并分析，以期为药师开展药学服务类研究提供参考。方法：以期刊和药学服务内容为检索词，计算机检索PubMed数据库，搜集2000年1月1日至2023年8月21日发表于四大顶级医学期刊的药学服务研究。由2名研究者独立筛选文献、提取资料后，进行定性分析和总结。结果：共纳入18项研究，其中BMJ 9项，JAMA 5项，LANCET 3项，NEJM 1项。对纳入研究的研究对象、药学服务种类、研究方法、药学干预的结局指标及结果进行了汇总分析。结论：顶级医学期刊刊载的药学服务类研究在研究人群的代表性、干预措施的针对性、研究环境的多样性、流行病学研究方法的适当性、结局指标的合理性等方面具有突出的特点，可为我国药学服务类研究选题提供参考，从而设计并实施高质量的药学服务研究。

关键词：顶级医学期刊药学服务范围综述