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基于神经常微分方程的机械故障诊断方法

振动工程学报 2024年

作者：郭彪李志农南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室汕头大学智能制造技术教育部重点实验室

针对传统的深度学习故障诊断方法中存在架构可解释性差以及盲目堆叠层数导致的参数增加和内存消耗等问题，将神经常微分方程（Neural Ordinary Differential Equations）引入到机械故障诊断中。搭建面向机械故障诊断的神经常微分方程网... 详细信息

针对传统的深度学习故障诊断方法中存在架构可解释性差以及盲目堆叠层数导致的参数增加和内存消耗等问题，将神经常微分方程（Neural Ordinary Differential Equations）引入到机械故障诊断中。搭建面向机械故障诊断的神经常微分方程网络架构，利用神经网络参数化隐藏状态的导数代替指定隐藏层的离散序列。通过构建故障数据与故障类型的非线性关系，使用常微分方程求解器（ODE solver）完成对不同故障类别的分类任务，形成一种端对端的故障诊断模式。将该方法应用到机械故障诊断领域，搭建特定的神经常微分方程网络模型，通过故障数据的输入完成对不同故障类别的分类任务。将该模型应用到航空发动机主轴轴承故障诊断中，并与残差网络模型的故障诊断方法进行对比。实验结果表明，在确保准确率不降低的情况下，该方法不仅减少了内存消耗，而且更将模型参数数量减少了将近五倍。

关键词：故障诊断神经常微分方程动力学系统残差网络

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航空发动机转子非稳态振动分量提取方法

航空学报 2024年第3期45卷 128-142页

作者：肖袁冯坤胡明辉江志农北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室北京100029 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室北京100029

对发动机转子振动状态进行监测是提高发动机可靠性的重要方法之一。然而在实际运行与振动监测过程中发现,发动机转速变化快且转子振动分量微弱,其转子谐频振动分量难以实时跟踪提取。为解决这一问题,提出了基于稀疏谐波乘积谱及自适应Vo... 详细信息

对发动机转子振动状态进行监测是提高发动机可靠性的重要方法之一。然而在实际运行与振动监测过程中发现,发动机转速变化快且转子振动分量微弱,其转子谐频振动分量难以实时跟踪提取。为解决这一问题,提出了基于稀疏谐波乘积谱及自适应Vold-Kalman滤波的航空发动机转子振动分量提取方法。首先,分析了发动机机匣信号特性,通过机匣信号中叶片通过频率与转频的谐波关系,结合谐波乘积谱的思路,提出了一种快速计算发动机转频的方法,该方法无需准确的键相信息。其次,使用变步长迭代的方法最小化阶次谱残余误差,确定Vold-Kalman滤波器的最佳滤波参数,从而实现发动机转子谐频振动分量的准确提取。通过仿真数据验证了本方法在较大的噪声下仍能够很好地提取出机匣信号中微弱的转子振动分量,并与多种经典信号分解方法进行了对比。最后,对实际发动机信号进一步分析,针对发动机启停、加减速状态2种典型非稳态工况进行了计算并验证,证明了所提方法的优越性。

关键词：航空发动机谐波乘积谱 Vold-Kalman滤波非稳态振动转子

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事件触发机制下配电网三相动态状态估计

电力系统自动化 2024年第13期48卷 100-108页

作者：黄蔓云徐启颖孙国强卫志农孙康河海大学电气与动力工程学院江苏省南京市211100

随着高级量测体系的发展和智能电表的广泛应用,为配电网三相状态估计提供了丰富的终端量测信息。与此同时,大量的智能电表数据给配电网通信系统提出了更高的通信带宽和实时存储要求。为了缓解量测拥堵和时延现象,文中引入事件触发机制... 详细信息

随着高级量测体系的发展和智能电表的广泛应用,为配电网三相状态估计提供了丰富的终端量测信息。与此同时,大量的智能电表数据给配电网通信系统提出了更高的通信带宽和实时存储要求。为了缓解量测拥堵和时延现象,文中引入事件触发机制代替传统量测数据的周期性采样,在保证有效量测信息及时上传的同时减少通信成本和投资。在此基础上,针对配电网实时状态感知问题,提出了基于鲁棒集合卡尔曼滤波的配电网三相动态状态估计方法,在正常运行场景下,能够保持与无偏估计加权最小二乘法相近的估计精度;当含有坏数据时,该方法也拥有较强的鲁棒性。

关键词：配电网状态估计事件触发机制集合卡尔曼滤波加权最小二乘法

计及功率指令和积分周期优化的风电机组转子动能功率平滑控制

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电工技术学报 2024年

作者：朱瑛李斌孔旻昊卫志农河海大学电气与动力工程学院

对风电功率进行平滑处理能够有效降低风电波动对电网造成的负面影响。相较于其它方法，通过转子动能平滑风电功率具有成本低、响应快的优势。本文提出了一种计及功率指令和积分周期优化的新型风电机组转子动能功率平滑方法。首先，从风... 详细信息

对风电功率进行平滑处理能够有效降低风电波动对电网造成的负面影响。相较于其它方法，通过转子动能平滑风电功率具有成本低、响应快的优势。本文提出了一种计及功率指令和积分周期优化的新型风电机组转子动能功率平滑方法。首先，从风电机组的传递函数出发，推导出新型平滑参考功率，通过改变参数，能够实现对该功率指令平滑程度和波动均值大小的解耦调节；随后，通过转速闭环控制实现对功率指令的间接精准跟踪，分析了其中的关键参数积分周期Δt对功率跟踪效果产生影响的数学机理，并提出了Δt的优化整定方法。最后，以永磁直驱风电机组为研究对象，通过建立仿真模型及搭建实验平台，验证了所提新型功率平滑控制策略的可行性及有效性。

关键词：风电机组功率平滑转子动能积分周期小扰动线性化

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面向富语义复杂事件的时空数据建模

地理学报 2024年第7期79卷 1700-1717页

作者：刘凤钟志农贾庆仁景宁马梦宇杨飞国防科技大学长沙410073

时空是事件的基本特征,复杂事件是多个事件的综合过程,具有多尺度时空特征、多层次语义特征。如何依托时空数据模型,从事件的基本特征出发对复杂事件建模、分析,是实现对事件时空演变知识挖掘与模拟推理的关键途径。由于现有模型难以捕... 详细信息

时空是事件的基本特征,复杂事件是多个事件的综合过程,具有多尺度时空特征、多层次语义特征。如何依托时空数据模型,从事件的基本特征出发对复杂事件建模、分析,是实现对事件时空演变知识挖掘与模拟推理的关键途径。由于现有模型难以捕捉事件中跨时空粒度多实体对象间的演变轨迹与时空演化因果关联,缺乏对复杂事件语义动态变化的刻画,无法满足对复杂事件的建模需求。本文主要:(1)分析复杂事件中事件的概念,提出富语义事件时空数据模型,拓宽了时空数据模型所表达的事件维度。依据事件的多维度特征,实现了对跨时空粒度的多实体对象伴随事件演变的状态与行为特征描述;(2)以事件特征聚合事件层次结构,建立事件由繁至简、由事件本身到其组成要素的多级逻辑框架;(3)刻画复杂事件中事件与事件、实体与实体的关联关系,以时空关系、属性关系的演变推动对事件潜在因果关系的分析;(4)以人类社会历史战争为例,阐述富语义事件时空数据模型的建模与分析方法,依托GIS平台阐述模型表达内容在事件实例中的应用,解释了伴随事件推进引起实体属性演变、实体与实体关系演变,再由上述变化引发新的事件发生的知识推理过程,验证了模型的可行性与实用性。

关键词：复杂事件富语义事件时空数据模型多时空时空演化因果关联

高量测丢包率下基于共享模糊等价关系的配电网状态感知

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太阳能学报 2024年第3期45卷 436-445页

作者：黄蔓云马一达孙国强卫志农河海大学电气与动力工程学院南京211100

配电网分布式新能源渗透率的不断增加,对实时监测的要求不断提高,大量量测数据在集中传输过程中常常出现延迟、丢包等现象导致配电网状态感知精度降低甚至不可观测。针对上述问题,提出基于共享模糊等价关系的状态感知方法。首先,将采集... 详细信息

配电网分布式新能源渗透率的不断增加,对实时监测的要求不断提高,大量量测数据在集中传输过程中常常出现延迟、丢包等现象导致配电网状态感知精度降低甚至不可观测。针对上述问题,提出基于共享模糊等价关系的状态感知方法。首先,将采集得到的多时间断面历史量测数据集作为源数据集,实时采集得到的高量测丢包率下的数据作为目标数据集。利用三角形隶属度函数分别将两组数据集写成模糊集的形式。然后采用一种向量间距离度量方法,分别计算得到两组模糊集的模糊等价关系矩阵。在此基础上,采用共享模糊等价关系的聚类方法,将知识从源数据集转移到目标数据集,减小两组数据集特征分布之间的差异。最后,利用深度神经网络对知识迁移后低维特征空间中高量测丢包率对应的数据进行标记,得到配电网实时状态。通过对IEEE标准算例和某实际地市公司配电网算例进行仿真测试,结果表明所提出的基于共享模糊等价关系的配电网状态估计方法能在高量测丢包率下获得准确的配电网实时运行状态,实现不同量测数据缺失程度下的配电网实时监测。

关键词：新能源状态估计丢包深度学习共享模糊等价关系聚类知识迁移

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基于智能电表数据的低压配电网拓扑与线路参数联合辨识

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 60-70页

作者：马尚卫志农黄蔓云郑玉平孙国强河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

在低压配电网中,用户频繁地扩建和改接导致台账存在信息更新滞后、数据缺失等问题,难以获取当前运行状态下的拓扑及线路参数。针对无相角量测信息且含未知数量零注入功率“隐节点”的低压配电网,提出一种基于智能电表数据的低压配电网... 详细信息

在低压配电网中,用户频繁地扩建和改接导致台账存在信息更新滞后、数据缺失等问题,难以获取当前运行状态下的拓扑及线路参数。针对无相角量测信息且含未知数量零注入功率“隐节点”的低压配电网,提出一种基于智能电表数据的低压配电网拓扑与线路参数联合辨识方法。基于低压配电网的电气特性以及辐射状网络的结构特点,推导出一种功率-电压比形式的线性逆潮流模型。通过线性回归求解得到阻抗距离矩阵,再利用无判定阈值形式的改进分组递归算法实现拓扑与线路参数的联合辨识。最后,在IEEE欧洲低压测试馈线和中国南京市某地区的实际低压配电网中对所提算法进行数值仿真,验证了所提算法的有效性。

关键词：低压配电网智能电表潮流拓扑辨识线路参数辨识

化作春泥更护花中国戏剧梅花奖创办40周年杂忆

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中国戏剧 2024年第1期 8-10页

作者：姜志涛不详

为纪念中国戏剧梅花奖创办40周年,《中国戏剧》从年初就开辟了专栏,发表了大量的文章,引起了戏剧界的广泛关注。这些文章总结了“梅花奖”创办40年来所取得的巨大成就、对戏剧事业发展做出的重要贡献,特别是获奖演员结合自己的切身经历... 详细信息

为纪念中国戏剧梅花奖创办40周年,《中国戏剧》从年初就开辟了专栏,发表了大量的文章,引起了戏剧界的广泛关注。这些文章总结了“梅花奖”创办40年来所取得的巨大成就、对戏剧事业发展做出的重要贡献,特别是获奖演员结合自己的切身经历,讲述了“梅花奖”对他们在从艺道路上起到的至关重要的激励、鼓舞作用,让他们最终站在了表演艺术的最高领奖台,读后让人深受感动。其中,获奖者分享经历的文章较多,谈办奖经历的较少,“梅花奖”的创办过程并不是一帆风顺,也是摸着石头过河的探索过程。

关键词：中国戏剧梅花奖摸着石头过河戏剧事业切身经历表演艺术