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基于激光诱导击穿光谱与半监督学习的煤质定量分析研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1940-1945页

作者：王安崔佳诚宋惟然侯宗余陈祥陈斐国能常州发电有限公司江苏常州213001 新型电力系统运行与控制全国重点实验室清华大学能源与动力工程系教育部低碳清洁能源创新国际合作联合实验室北京100084 清华大学山西清洁能源研究院山西太原030032 南京国电环保科技有限公司江苏南京210061

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一项新兴的原子光谱分析技术,具有无需复杂样品制备,快速、原位、多元素同时测量等优点,在煤质分析领域展现出良好的应用前景。近年来,化学计量学和机器学习模型被广泛用于煤质分析。而这些模型通常依赖于一定... 详细信息

激光诱导击穿光谱(LIBS)是一项新兴的原子光谱分析技术,具有无需复杂样品制备,快速、原位、多元素同时测量等优点,在煤质分析领域展现出良好的应用前景。近年来,化学计量学和机器学习模型被广泛用于煤质分析。而这些模型通常依赖于一定数量的训练样本来确保分析结果的精度和可靠性。由于获取煤样的真实的成分含量信息(标签)需要复杂、耗时的化学分析,训练样本数量不足,导致模型性能欠佳。针对小样本情况下基于LIBS技术的煤质分析,提出了多模型集成的半监督学习方法提升定量分析性能。首先根据初始训练集建立5个基线模型,包括多元线性回归(MLR)、偏最小二乘回归(PLSR)、局部加权偏最小二乘回归(LW-PLSR)、支持向量回归(SVR)、核极限学习机(K-ELM);利用5个模型处理无标签数据,得到5组预测值;对于每个无标签样本,计算5个预测值的标准差,并将最小标准差对应的无标签样本加入训练集,其伪标签为5个预测值的平均值;通过迭代循环来扩充训练集,并更新、优化训练模型;最后对测试样本进行分析。提出的方法在LIBS煤质分析数据集上进行了测试,包含20个训练样本、39个测试样本、280个无标签样本。结果表明,提出的半监督学习方法将固定碳、灰分、挥发分含量的预测拟合系数(R^(2))分别提高了0.033、0.102和0.118。在训练样本数量不足的条件下,半监督学习能够有效提升了LIBS定量化模型的准确度和可靠性。

关键词：激光诱导击穿光谱半监督学习煤炭定量分析

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新时代党的纪律建设过程之有机环节论

思想理论教育 2024年第6期 81-86页

作者：李斌雄宋宗君武汉大学党内法规研究中心湖北武汉430072 武汉大学廉政研究中心湖北武汉430072 武汉大学马克思主义学院湖北武汉430072

如何从党的纪律运行过程的视角揭示新时代党的纪律建设过程各个环节之间的有机联系,是党的纪律建设的特点和规律性研究的重要课题。从过程论的角度看,党的纪律建设是中国共产党为了适应从严管党、治党、建设党并实现党的领导和党的执政... 详细信息

如何从党的纪律运行过程的视角揭示新时代党的纪律建设过程各个环节之间的有机联系,是党的纪律建设的特点和规律性研究的重要课题。从过程论的角度看,党的纪律建设是中国共产党为了适应从严管党、治党、建设党并实现党的领导和党的执政需要,遵循党的建设、党的领导和党的执政规律而建构党的纪律制度规范体系,并通过对党的纪律制度规范体系的宣传学习和教育、执行和遵守、监督和维护而得以全面贯彻实施的过程。立纪和执纪、知纪和守纪、督纪和护纪既是新时代全面加强和深化党的纪律建设过程的“三对链条环节”,也是新时代党的纪律建设推进过程的鲜明特征。

关键词：中国共产党纪律建设全面从严治党

植物远缘杂交新突破——揭示花粉蒙导效应机制

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中国科学:生命科学 2024年第7期54卷 1304-1306页

作者：冷馥余刘健林宗成华中农业大学园艺林学学院果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室湖北洪山实验室

远缘杂交是指植物分类上不同种、属或亲缘关系更远的物种间的杂交,它可以突破种属界限,聚合种属特异的优良性状,培育优质新品种,对农业育种具有重大意义.因此在现代农业中,远缘杂交的分子机理解析和种质创新应用是极重要的研究方向.然而...

远缘杂交是指植物分类上不同种、属或亲缘关系更远的物种间的杂交,它可以突破种属界限,聚合种属特异的优良性状,培育优质新品种,对农业育种具有重大意义.因此在现代农业中,远缘杂交的分子机理解析和种质创新应用是极重要的研究方向.然而,远缘物种间存在严格的生殖隔离,在杂交过程中雌雄互作异常造成的受精失败（合子前杂交不亲和）,以及受精后子代不能正常发育或结实（合子后杂交不亲和）均会导致远缘杂交失败[1].

关键词：

机械弹性储能用永磁同步电机多源谐波提取及统一抑制

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电工技术学报 2024年第4期39卷 1033-1045,1073页

作者：余洋余宗哲王孟云冯路婧张千慧新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 保定071003 华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003 国网新乡供电公司新乡453700

针对柔性涡簧振动和电力电子装置等引起机械弹性储能(MEES)系统机械侧谐波难以准确建模、多源谐波无法整体表征及统一抑制的问题,该文提出MEES用永磁同步电机多源谐波提取及统一抑制方法。首先,建立MEES系统数学模型,利用电机转速谐波... 详细信息

针对柔性涡簧振动和电力电子装置等引起机械弹性储能(MEES)系统机械侧谐波难以准确建模、多源谐波无法整体表征及统一抑制的问题,该文提出MEES用永磁同步电机多源谐波提取及统一抑制方法。首先,建立MEES系统数学模型,利用电机转速谐波对多源谐波进行整体表征;然后,提出融合奇异值差分的矩阵束算法,利用其对含噪实测转速数据进行处理以获取包含不同频率成分的多源谐波信息;最后,设计定子电流矢量定向下基于反推控制的多源谐波统一抑制算法,完成对不同频率成分谐波的同时抑制。仿真和实验结果表明,利用融合奇异值差分的矩阵束算法能快速、准确地识别转速信号中的多源谐波成分,统一抑制算法有效降低了多源谐波导致的电磁转矩脉动,改善了系统运行性能。

关键词：机械弹性储能永磁同步电机矩阵束算法多源谐波提取及抑制反推控制

Incorporating empirical knowledge into data-driven variable selection for quantitative analysis of coal ash content by laser-induced breakdown spectroscopy

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Plasma Science and Technology 2024年第7期26卷 148-156页

作者：吕一涵宋惟然侯宗余王哲 State Key Laboratory of Power System Operation and Control International Joint Laboratory on Low Carbon Clean Energy InnovationDepartment of Energy and Power EngineeringTsinghua UniversityBeijing 100084People’s Republic of China School of Energy and Electrical Engineering Qinghai UniversityXining 810016People’s Republic of China Tsinghua University Shanxi Research Institute Clean EnergyTaiyuan 030032People’s Republic of China

Laser-induced breakdown spectroscopy(LIBS)has become a widely used atomic spectroscopic technique for rapid coal analysis.However,the vast amount of spectral information in LIBS contains signal uncertainty,which can affect its quantification performance.In this work,we propose a hybrid variable selection method to improve the performance of LIBS quantification.Important variables are first identified using Pearson's correlation coefficient,mutual information,least absolute shrinkage and selection operator(LASSO)and random forest,and then filtered and combined with empirical variables related to fingerprint elements of coal ash content.Subsequently,these variables are fed into a partial least squares regression(PLSR).Additionally,in some models,certain variables unrelated to ash content are removed manually to study the impact of variable deselection on model performance.The proposed hybrid strategy was tested on three LIBS datasets for quantitative analysis of coal ash content and compared with the corresponding data-driven baseline method.It is significantly better than the variable selection only method based on empirical knowledge and in most cases outperforms the baseline method.The results showed that on all three datasets the hybrid strategy for variable selection combining empirical knowledge and data-driven algorithms achieved the lowest root mean square error of prediction(RMSEP)values of 1.605,3.478 and 1.647,respectively,which were significantly lower than those obtained from multiple linear regression using only 12 empirical variables,which are 1.959,3.718 and 2.181,respectively.The LASSO-PLSR model with empirical support and 20 selected variables exhibited a significantly improved performance after variable deselection,with RMSEP values dropping from 1.635,3.962 and 1.647 to 1.483,3.086 and 1.567,respectively.Such results demonstrate that using empirical knowledge as a support for datadriven variable selection can be a viable approach to improve the accuracy and reliability of LIBS quantification.

关键词： laser-induced breakdown spectroscopy(LIBS) coal ash content quantitative analysis variable selection empirical knowledge partial least squares regression(PLSR)

基于反推控制的永磁同步电机稳定性单矢量控制策略

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电工技术学报 2024年第14期 4377-4390页

作者：余洋张千慧余宗哲米增强新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室

针对永磁同步电机传统单矢量控制需遍历所有基本矢量且忽略控制稳定性的问题，该文提出基于反推控制的永磁同步电机稳定性单矢量控制策略。首先，在建立dq0坐标系下永磁同步电机数学模型的基础上，推导设计常规反推控制器；其次，根据... 详细信息

针对永磁同步电机传统单矢量控制需遍历所有基本矢量且忽略控制稳定性的问题，该文提出基于反推控制的永磁同步电机稳定性单矢量控制策略。首先，在建立dq0坐标系下永磁同步电机数学模型的基础上，推导设计常规反推控制器；其次，根据反推控制器获取的控制电压确定最优电压矢量所在扇区，并通过数学推导证明每个扇区内必有一个稳定的基本电压矢量可供选择，提出通过基本电压矢量对应Lyapunov函数导数值两两比较的最优基本电压矢量选取方法；然后，对选取包括最优基本电压矢量在内的不同基本电压矢量时的控制性能进行对比分析；最后，对提出的控制策略进行仿真和实验验证。结果表明，在驱动恒转矩、恒惯量负载和变转矩、变惯量涡簧负载的多个场景下，该文提出的控制策略均能有效追踪参考转速，并且与传统模型预测电流控制相比，所提控制策略的稳定性更强、输出量波动更小。

关键词：永磁同步电机反推控制单矢量控制基本电压矢量功率分配

GIS三工位开关典型机械缺陷的特征量差异分析及辨识方法

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高电压技术 2024年第6期50卷 2567-2579页

作者：郝建刘清松彭华东钟尧甲宗庆宋其宝输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401120 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550002 山东泰开高压开关有限公司泰安271000

近年来气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)三工位开关行程不到位机械缺陷导致的设备运行故障案例频发,为提升GIS三工位开关行程不到位机械缺陷检测及运维水平,首先采用126kV全真型三工位开关试验平台设置机构卡涩、传... 详细信息

近年来气体绝缘金属封闭开关(gas insulated switchgear,GIS)三工位开关行程不到位机械缺陷导致的设备运行故障案例频发,为提升GIS三工位开关行程不到位机械缺陷检测及运维水平,首先采用126kV全真型三工位开关试验平台设置机构卡涩、传动失耦和电机堵转三种典型机械缺陷,试验获得正常状态和3种典型机械缺陷情况下三工位开关分合闸动作过程中的电机电流、角位移行程和振动信号;然后,开展3种典型缺陷情况下“电流-机械”特征参量的提取及差异分析;最后,采用随机森林算法研究构建GIS三工位开关典型机械缺陷诊断模型,并验证其有效性。结果表明:单一的电机电流、角位移行程或振动信号图谱特性无法有效区分不同类型的机械缺陷,而采用“电流-机械”融合特征参量对3种典型机械缺陷的区分效果显著,基于“电流-机械”融合特征参量构建的GIS三工位开关机械缺陷随机森林诊断模型实现了对机构卡涩、传动失耦和电机堵转3种机械缺陷可靠诊断,为工程实际提升GIS三工位开关安全运行水平提供了技术参考。

关键词： GIS三工位开关机械缺陷电机电流角位移行程振动信号

航空发动机用双陶瓷热障涂层的残余应力仿真研究

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表面技术 2024年

作者：王敏赵伟文刘星宇余宗键袁建辉上海电子信息职业技术学院上海工程技术大学

目的对YSZ和LaMgAl11O19双陶瓷热障涂层不同预热温度和厚度条件下的残余应力进行仿真研究，指导双陶瓷热障涂层的优化设计。方法用Abaqus有限元软件模拟双陶瓷涂层样件制备以及冷却过程中的径向、轴向和剪切残余应力。通过在25℃～27... 详细信息

目的对YSZ和LaMgAl11O19双陶瓷热障涂层不同预热温度和厚度条件下的残余应力进行仿真研究，指导双陶瓷热障涂层的优化设计。方法用Abaqus有限元软件模拟双陶瓷涂层样件制备以及冷却过程中的径向、轴向和剪切残余应力。通过在25℃～275℃之间每隔50℃选取一个温度点作为样件的预热温度进行仿真，评价不同预热温度下粘结层与双陶瓷层的残余应力值，根据残余应力值确定优化的预热温度为：75℃～125℃。选取100℃预热温度，保持YSZ和LaMgAl11O19双陶瓷层的总厚度为300μm，以50μm为一个区间调整双陶瓷层的厚度比值，研究YSZ和LaMgAl11O19的厚度变化对粘结层和双陶瓷层界面残余应力的影响，确定YSZ和LaMgAl11O19的厚度均为150μm时，获得的残余应力最小。对优化后的陶瓷顶面和不同材料分界面的残余应力进行分析。结果预热温度以及YSZ和LaMgAl11O19的厚度对涂层残余应力有显著影响，预热温度取75℃和125℃之间时，残余应力值普遍较小，其最大值仅为8.2MPa。预热温度取100℃，YSZ和LaMgAl11O19的厚度均为150μm时的残余应力值普遍较小，其最大值仅为55.2MPa，出现在粘结层和基体材料的界面上。结论预热温度对样件边缘位置的残余应力具有明显的影响，最大残余应力出现在优化的双陶瓷热障涂层基体和粘结层的界面处，从而降低了陶瓷层剥落的风险。

关键词：双陶瓷层热障涂层 YSZ LaMgAl O 残余应力仿真

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基于移动闭塞的重载列车追踪间隔模型研究

铁道运输与经济 2024年第5期46卷 12-21,30页

作者：刘骥阳张进川宋宗莹北京交通大学交通运输学院北京100044 中国神华能源股份有限公司调运部北京100011

目前我国重载铁路普遍采用固定闭塞,列车追踪间隔较长且基本达到当前闭塞制式下的极限,而移动闭塞可以大幅度缩短列车追踪间隔,提高线路运输能力。因此根据我国重载列车运行特点,结合道路车辆跟驰理论,从工况选择的角度,分析建立基于移... 详细信息

目前我国重载铁路普遍采用固定闭塞,列车追踪间隔较长且基本达到当前闭塞制式下的极限,而移动闭塞可以大幅度缩短列车追踪间隔,提高线路运输能力。因此根据我国重载列车运行特点,结合道路车辆跟驰理论,从工况选择的角度,分析建立基于移动闭塞的重载列车追踪间隔模型,并借助AnyLogic软件进行仿真研究。结果表明模型合理可行;出站和到站的列车运行最小追踪间隔时间大于区间内的列车运行最小追踪间隔时间;在考虑列车工况选择时,若前后列车均采取常用制动则最小追踪间隔时间更短。本次研究为缩短列车追踪间隔时间,提高重载铁路运输能力提供理论思考,也可为基于移动闭塞系统的重载列车自动驾驶做出理论探索。

关键词：移动闭塞列车追踪间隔模型重载列车铁路运输 AnyLogic