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基于MTF-CNN的滚动轴承故障诊断方法

振动与冲击 2022年第9期41卷 151-158页

作者：雷春丽夏奔锋薛林林焦孟萱张护强兰州理工大学机电工程学院兰州730050 兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室兰州730050

针对传统故障诊断方法在滚动轴承实际工况复杂多变、数据集较小时对轴承故障诊断识别准确率较低的问题,提出了MTF-CNN滚动轴承故障诊断模型。首先采用马尔科夫转移场(MTF)编码方式将原始一维振动信号转化为具有时间相关性的二维特征图像... 详细信息

针对传统故障诊断方法在滚动轴承实际工况复杂多变、数据集较小时对轴承故障诊断识别准确率较低的问题,提出了MTF-CNN滚动轴承故障诊断模型。首先采用马尔科夫转移场(MTF)编码方式将原始一维振动信号转化为具有时间相关性的二维特征图像,然后将特征图作为卷积神经网络(CNN)的输入进行自动特征提取和故障诊断,最后实现对不同故障类型的分类。为了验证所提方法的有效性和优越性,选用凯斯西储大学滚动轴承数据进行试验验证,并在负载改变时和不同数据集规模下对所提出方法的泛化性能进行测试,同时与传统智能算法进行对比分析。结果表明,相较于其他常用的故障诊断方法,所提出模型在数据集较小、负载改变的环境下对滚动轴承故障诊断具有更好的泛化性能和识别效果。

关键词：故障诊断滚动轴承马尔科夫转移场(MTF) 卷积神经网络(CNN)

基于自适应粒子群优化BP神经网络的高速电主轴温度预测模型

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Journal of Southeast University(English Edition) 2022年第3期38卷 235-241页

作者：雷春丽赵明齐刘凯宋瑞哲张护强兰州理工大学机电工程学院兰州730050

为精确地预测电主轴高速运转时内部温升的变化情况,提出了一种基于自适应粒子群优化BP神经网络的电主轴温度预测模型(APSO-BPNN).该模型在PSO-BPNN算法的基础上,引入自适应惯性权重,使权重跟随粒子适应度的变化而变化;采用自适应学习因... 详细信息

为精确地预测电主轴高速运转时内部温升的变化情况,提出了一种基于自适应粒子群优化BP神经网络的电主轴温度预测模型(APSO-BPNN).该模型在PSO-BPNN算法的基础上,引入自适应惯性权重,使权重跟随粒子适应度的变化而变化;采用自适应学习因子,在算法的初期和后期获得不同的搜索能力;融入变异算子,增加种群的多样性,避免算法的早熟收敛等缺点.然后,分别采用BPNN、PSO-BPNN和APSO-BPNN预测模型对电主轴不同测温点的温度进行预测.实验结果表明,与传统的BP神经网络和PSO-BPNN预测方法相比,所提APSO-BPNN模型预测精度最高,鲁棒性最强,可为电主轴及机床温升的智能控制和早期预警系统开发提供理论依据.

关键词：温度预测高速电主轴粒子群优化算法 BP神经网络鲁棒性

优化深度残差网络及其在强噪声环境下滚动轴承故障诊断中的应用

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振动工程学报 2023年第6期36卷 1754-1763页

作者：雷春丽夏奔锋薛林林焦孟萱张护强兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室甘肃兰州730050

针对传统基于深度学习的故障诊断方法存在抗噪性能差、计算复杂度高和泛化性能不足的问题,提出了一种基于深度可分离残差网络(Depthwise Separable Residual Network,DS‑ResNet)的滚动轴承故障诊断方法。采用快速傅里叶变换(Fast Fourie... 详细信息

针对传统基于深度学习的故障诊断方法存在抗噪性能差、计算复杂度高和泛化性能不足的问题,提出了一种基于深度可分离残差网络(Depthwise Separable Residual Network,DS‑ResNet)的滚动轴承故障诊断方法。采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)将滚动轴承一维振动转换到频域进行表示;利用深度可分离卷积(Depthwise Separable Convolution,DSC)计算复杂度低和逐点卷积(Pointwise Convolution,PWC)能增强网络非线性表达的优点,分别代替传统深度残差网络中的两个标准卷积层,构建出优化后的DS‑ResNet模型。将各类故障状态下的频域信号作为DS‑ResNet模型的输入进行识别分类,结果表明,在信噪比为-4 dB的强噪声环境中,识别准确率达到92.71%;在变转速工况下,平均识别准确率可达90.19%,高于其他常用深度学习诊断方法,且模型每轮的训练时间仅需2.16 s,证明了所提方法具有更好的抗噪性能、泛化性能和更高的诊断效率。

关键词：故障诊断滚动轴承深度可分离卷积深度残差网络快速傅里叶变换

小样本下基于MTF与SSCAM-MSCNN的滚动轴承变工况故障诊断方法

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计算机集成制造系统 2022年

作者：雷春丽焦孟萱薛林林张护强史佳硕兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室兰州理工大学机电工程学院

针对滚动轴承在不同工况条件下样本分布不同以及故障样本数量不足导致故障诊断精度低、泛化性能差的问题，提出一种小样本下基于MTF与SSCAM-MSCNN的滚动轴承变工况故障诊断方法。首先，运用马尔科夫转移场（MTF）将一维振动信号转化为...

针对滚动轴承在不同工况条件下样本分布不同以及故障样本数量不足导致故障诊断精度低、泛化性能差的问题，提出一种小样本下基于MTF与SSCAM-MSCNN的滚动轴承变工况故障诊断方法。首先，运用马尔科夫转移场（MTF）将一维振动信号转化为具有时间相关性的二维特征图。其次，提出条纹自校正注意力机制（SSCAM），它不仅可以加强模型在长距离方向上的特征提取能力，而且能建立通道间依赖关系，可以对全局有效信息进行捕捉。然后，将SSCAM引入到多尺度神经网络（MSCNN）中，构建出SSCAM-MSCNN模型。最后，将MTF二维特征图输入到所提模型中进行训练，采用优化后的网络模型进行测试并输出分类结果。将所提方法运用美国凯斯西储大学以及本实验室MFS滚动轴承数据集进行验证，同时对后者进行加噪处理，与其他故障诊断模型进行对比。试验结果表明，本文所提方法在小样本、变工况条件下具有更高的识别精度、更强的泛化性能与抗噪性能。

关键词：

基于卷积神经网络和长短时记忆网络的心理疲劳状态识别方法

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生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 34-40页

作者：王慧张玭金丰护赵宝永曾勤波肖文栋北京科技大学自动化学院北京100083 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司四川绵阳621000 北京科技大学顺德创新学院广东顺德528399 北京市工业波普成像工程技术研究中心北京100083

现代生活节奏加快,生活压力逐渐增大,长期累积的心理疲劳对健康构成威胁。通过分析生理信号和参数,本文提出一种可以识别心理疲劳状态的方法,从而有助于维护健康生活。本文所提方法是基于卷积神经网络与长短时记忆网络结合的心电信号心... 详细信息

现代生活节奏加快,生活压力逐渐增大,长期累积的心理疲劳对健康构成威胁。通过分析生理信号和参数,本文提出一种可以识别心理疲劳状态的方法,从而有助于维护健康生活。本文所提方法是基于卷积神经网络与长短时记忆网络结合的心电信号心理疲劳状态识别方法。首先,利用一维卷积神经网络模型的卷积层提取局部特征,通过池化层提取关键信息,同时去除部分冗余数据。然后,将提取的特征作为长短时记忆网络模型的输入,以进一步进行心电特征的融合。最后,通过全连接层整合关键信息,成功实现了对心理疲劳状态的准确识别。研究结果表明,相较于传统的机器学习算法,本文提出的方法显著提高了心理疲劳识别的准确性,识别的准确度达到了96.3%,可为心理疲劳的预警和评估提供可靠的基础。

关键词：心理疲劳心电信号卷积神经网络长短时记忆网络

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湿贮玉米的制作与价值评估

甘肃畜牧兽医 2024年第2期54卷 105-108,113页

作者：冯光彩周会光王黎张护蒙自市动物卫生监督所云南蒙自661199 蒙自市新安所街道农业综合服务中心云南蒙自661199 红河州畜牧技术推广站云南蒙自661199

玉米在收获时含水量高于26%,发酵后可以作为饲料原料饲喂以压片玉米、玉米面等衍生品为主要饲料的动物。因其营养价值和消化率高、毒素含量和成本低,不仅能提高养殖效益,也对玉米种植户节本增效十分明显,从而受到广泛关注。本文阐述了... 详细信息

玉米在收获时含水量高于26%,发酵后可以作为饲料原料饲喂以压片玉米、玉米面等衍生品为主要饲料的动物。因其营养价值和消化率高、毒素含量和成本低,不仅能提高养殖效益,也对玉米种植户节本增效十分明显,从而受到广泛关注。本文阐述了湿贮玉米的概念、优缺点、关键制作技术及其贮存、饲喂和霉变控制等内容,同时对其营养价值进行了讨论,以期对广大种植户和养殖户有所帮助。

关键词：湿贮玉米制作技术贮存发酵价值评估

压水堆核电厂热态功能试验水化学与设备材料腐蚀关系的研究进展

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 529-539页

作者：彭立园吴欣强张兹瑜谭季波中国科学院金属研究所、中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院合肥230026

热态功能试验(HFT)是新建核电厂装载燃料前的试运行阶段,目的是验证压水堆(PWR)核电厂在冷态、正常运行和停堆的整个温度和压力范围内相关设备和系统的功能响应,以确保其能按设计要求正常运行。HFT水化学可以在PWR一回路关键设备表面形... 详细信息

热态功能试验(HFT)是新建核电厂装载燃料前的试运行阶段,目的是验证压水堆(PWR)核电厂在冷态、正常运行和停堆的整个温度和压力范围内相关设备和系统的功能响应,以确保其能按设计要求正常运行。HFT水化学可以在PWR一回路关键设备表面形成一层稳定、具有保护性的预氧化膜,有效降低设备材料在后续长期正常运行过程中的腐蚀速率、金属离子的释放速率及放射性核素在腐蚀产物膜中的掺杂,进而缓解核电厂的腐蚀,降低停堆辐射剂量率。本文综述了目前PWR核电厂应用的HFT水化学与优化HFT水化学参数的研究评价方法,分析了H_(3)BO_(3)、LiOH、pH_(T)、溶解氢及注Zn等HFT水化学因素对关键设备材料腐蚀行为的影响,指出了目前HFT水化学研究中的不足和进一步的研究方向。

关键词： PWR核电厂热态功能试验水化学辐射剂量率腐蚀速率

含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法研究

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电力系统及其自动化学报 2024年

作者：郑德宇张守强娄伟程明俞艳涂武国网安徽省电力公司滁州供电公司国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学)

针对新能源渗透率高和电力市场化改革造成的配电网电压不稳定与经济性差问题，提出含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法。首先，提出基于模型预测控制的多时间尺度柔性配电系统优化调度框架；其次，建立基于电压稳... 详细信息

针对新能源渗透率高和电力市场化改革造成的配电网电压不稳定与经济性差问题，提出含智能软开关新能源配电系统的电压治理与经济协同调控方法。首先，提出基于模型预测控制的多时间尺度柔性配电系统优化调度框架；其次，建立基于电压稳定约束的柔性配电系统日前、日内两阶段电压治理与经济协同优化模型；再次，采用线性化和二阶锥转化方法将原非凸模型线性化；最后，通过IEEE-33节点系统进行仿真，验证了所提策略对配电网电压稳定性和经济性提升的有效性。

关键词：智能软开关柔性配电系统多时间尺度电压稳定约束混合整数二阶锥规划

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干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性

工程科学与技术 2024年第2期56卷 208-216页

作者：周恩全张曼居东煜王龙李护良江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013 江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验... 详细信息

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验和X射线衍射试验,研究了木质素掺量0、2%、5%、8%、12%、15%和干湿循环0、1、2、3、4次对改良土抗剪强度特性的影响。结果表明:掺入木质素可以显著提升粉土的抗剪强度及干湿循环性能;一定干湿循环次数下,改良土的抗剪强度及黏聚力随着木质素掺量的增加先增大后降低,内摩擦角随着木质素掺量的增加先快速增大后基本不变;当木质素掺量为8%时,改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角最高。改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而降低,当木质素掺量为0时,纯土试样经过1次干湿循环即崩解,强度损失率为100%;当木质素掺量为8%时,改良土的强度损失率最低,黏聚力及内摩擦角的降低幅度均较低。X射线衍射试验表明,木质素掺量为8%时,石英、方解石、白云石含量最高,黏土矿物含量较高,钠长石含量最低,这是造成改良土强度及干湿循环性能提升的直接原因。结果显示,当木质素掺量为8%时,改良土在提高抗剪强度及干湿循环性能方面具有明显优势。研究结果可为实际施工设计提供理论支撑。

关键词：木质素粉土干湿循坏抗剪强度