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基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法

中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3850-3861,I0009页

作者：张逸陈书畅刘必杰林才华福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350108 国网福建省电力公司电力科学研究院福建省福州市350108

针对传统谐波源辨识方法无法实现工业用户谐波源具体类型的非侵入式识别的问题,该文提出一种基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法。该方法仅依据工业用户进线处电压、电流数据即可实现谐波源负荷具体类型的非侵入式识别。首先,从... 详细信息

针对传统谐波源辨识方法无法实现工业用户谐波源具体类型的非侵入式识别的问题,该文提出一种基于盲源分离的工业谐波源负荷分类识别方法。该方法仅依据工业用户进线处电压、电流数据即可实现谐波源负荷具体类型的非侵入式识别。首先,从负荷等值阻抗模型入手,建立工业用户多负荷等值阻抗并联电路模型;其次,采用集合经验模态分解与奇异值分解相结合的方法确定构成用户进线处监测点综合等值阻抗信号的源阻抗信号数目;然后,采用快速独立分量分析实现将谐波源负荷等值阻抗信号从综合负荷等值阻抗信号中分离;最后,将分离出谐波源负荷等值阻抗信号频率特征与典型谐波源负荷进行匹配,进而实现分类识别。仿真与实测实验结果均表明,所提方法能够准确识别工业用户所含多种谐波源负荷的具体类型,具有较好的可行性和实用性。

关键词：谐波源识别负荷等值阻抗盲源分离源信号数目估计

基于电气特性-物理参数耦合的交流电弧炉模型

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1643-1655页

作者：徐云聪张逸林才华刘必杰福州大学电气工程与自动化学院福州350108 国网福建省电力有限公司电力科学研究院福州350007 国网福建省电力有限公司宁德供电公司宁德352100

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上... 详细信息

现有电弧炉模型主要关注电弧内部与外部特性的联系,割裂了电弧内部微观下电气与物理的耦合影响,难以体现电弧的电热物理本质,导致仿真精度有所欠缺。针对上述问题,该文提出一种改进的新型交流电弧炉模型。首先,在电子连续性方程的基础上,构建电弧的电气特性模型;其次,根据弧柱磁压缩力平衡方程和瞬时能量平衡方程分别构建电弧的压强、温度等物理参数模型,推导得到电弧内部的电气特性与物理参数之间的耦合机理,得到两者的耦合模型;然后,基于电弧炉变压器二次侧额定电流和最大电弧温度之间的关系,利用麻雀搜索算法对电弧温度曲线进行辨识,确定物理模型的各个参数;最后,依据50 t、55 t炼钢交流电弧炉的现场实测数据,在Matlab/Simulink平台上搭建模型并验证模型的正确性。仿真结果表明,所提模型更符合交流电弧炉实际运行过程中的物理本质,能更精确地反映其谐波、电压波动特性。

关键词：交流电弧炉电弧温度麻雀算法电气特性物理参数

知识-数据融合的直流送端系统暂态过电压幅值预测

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电力系统自动化 2024年第14期48卷 110-118页

作者：秦博宇高鑫张哲丁涛张逸兴西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

对于含大规模风电的高压直流外送系统,换相失败、直流闭锁等故障可能导致送端交流母线出现暂态过电压,进而引发新能源连锁脱网,严重威胁电网的安全稳定运行。为刻画直流故障对系统安全稳定运行能力的影响,提出一种知识-数据融合的直流... 详细信息

对于含大规模风电的高压直流外送系统,换相失败、直流闭锁等故障可能导致送端交流母线出现暂态过电压,进而引发新能源连锁脱网,严重威胁电网的安全稳定运行。为刻画直流故障对系统安全稳定运行能力的影响,提出一种知识-数据融合的直流送端系统暂态过电压幅值预测方法。首先,通过修正决策树分裂过程中的分支质量衡量指标提出改进决策树算法,挖掘暂态过电压与关键电气量的映射关系,提升过电压幅值预测模型的评估性能。其次,基于系统机理模型分析送端系统功率交换情况与交流母线电压的关联关系,推导模型驱动的换流站母线暂态过电压幅值解析表达式。最后,结合理论分析方法,建立知识-数据融合模型以快速修正过电压幅值理论计算结果,提升融合模型在训练样本不足或输入特征选择不当情况下的鲁棒性。面向存在暂态过电压问题的直流送端系统,仿真结果验证了所提暂态过电压幅值预测方法的有效性。

关键词：改进决策树模型暂态过电压知识-数据融合直流送端系统

基于专利数据的我国光刻技术领域“卡脖子”技术识别研究

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基于专利数据的我国光刻技术领域“卡脖子”技术识别研究

作者：张逸凡重庆理工大学

学位级别：硕士

在全球化与逆全球化力量的交织下,近年来国际政治经济形势发生了显著变化。特别是中美之间的贸易战逐渐升级为科技战,其中以美国为首的发达国家对我国实施了更为严格的技术封锁。其中,光刻行业遭受的技术封锁尤为严重,作为人工智能、大... 详细信息

在全球化与逆全球化力量的交织下,近年来国际政治经济形势发生了显著变化。特别是中美之间的贸易战逐渐升级为科技战,其中以美国为首的发达国家对我国实施了更为严格的技术封锁。其中,光刻行业遭受的技术封锁尤为严重,作为人工智能、大数据、工业互联网等前沿产业的基石,其技术封锁不仅影响产业发展,更牵动着国家安全。在这种形势下,我国光刻技术领域的突破对国家安全和产业发展具有重大意义。因此,精准识别“卡脖子”技术对于我国在全球产业链的定位以及未来发展至关重要。本文从技术差距、技术发展潜力和技术垄断三个维度出发,构建了“卡脖子”技术三阶段识别模型,第一阶段,根据关键核心专利的创新性、影响性、经济性和安全性四个维度构建评价指标体系,利用AHP-熵权法主客观结合地为评价指标赋权,筛选出关键核心专利。第二阶段,根据关键核心专利的IPC技术分类号划分关键核心技术领域,通过构建技术差距指标,对我国关键核心技术领域与该技术领域国际科技强国进行技术数量和质量上的对比,判断我国哪些技术领域,面临“卡脖子”的风险。第三阶段,综合评价细分技术领域的技术发展潜力和技术垄断程度,将“卡脖子”技术细分为重度、中度、轻度和非卡脖子四个类别。以光刻专利数据为样本,本文识别出7项重度“卡脖子”技术、17项中度“卡脖子”技术及9项轻度“卡脖子”技术,与《商业管制清单》中的ECCN编码完全对应,验证了“卡脖子”技术定量识别模型的科学性和实用性。针对识别出的33项“卡脖子”技术,本文提出以下建议:(1)对于重度“卡脖子”技术,应积极探索新的技术轨道,研发颠覆性技术,实现“换道超车”;(2)对于中度“卡脖子”技术,如果其技术创新空间和市场应用机会有限,但技术垄断程度适中,可通过合作创新、寻找替代技术来突破;若技术垄断程度高,高水平技术集中在少数国家或地区,但仍有技术发展的可能性,则应选择自主创新或合作创新,以缩小与技术主导国家的差距。(3)对于轻度“卡脖子”技术,可依据自身优势选择自主创新、市场应用拓展或合作创新、寻求替代技术等方式,技术突破的可能性较大。

关键词： “卡脖子”技术光刻技术三阶段识别模型专利分析

轻质层对提高陶瓷复合装甲弹道阻力影响的理论与数值分析

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Acta Mechanica Sinica 2024年第3期40卷 1-9页

作者：杨尚霖王毅刚张逸之柳占立 Applied Mechanics Laboratory Department of Engineering MechanicsSchool of Aerospace EngineeringTsinghua UniversityBeijing100084China

陶瓷复合装甲主要由陶瓷层和背板层组成,广泛应用于冲击防护.然而,目前仍缺乏背板层在提高陶瓷复合装甲系统防弹性能方面的定量认识和分析.本文以B4C/UHMWPE双层装甲体系为例,从理论上系统地研究了UHMWPE层在提高陶瓷复合装甲弹道阻力... 详细信息

陶瓷复合装甲主要由陶瓷层和背板层组成,广泛应用于冲击防护.然而,目前仍缺乏背板层在提高陶瓷复合装甲系统防弹性能方面的定量认识和分析.本文以B4C/UHMWPE双层装甲体系为例,从理论上系统地研究了UHMWPE层在提高陶瓷复合装甲弹道阻力方面的增强机理和适合UHMWPE厚度的选取.开发并验证了预测双层装甲系统剩余速度的理论模型.具体而言,分别从理论上获得与塑性、断裂和摩擦相关的耗散能以及由弹性应变能和动能组成的储存能.理论结果表明,随着UHMWPE层厚度的增加,耗散能单调增加,而储存能则先增加后减少,并会出现一个转折点,这是由于储存能的主导机制由系统固有的最大储存能转变为剩余动能.此外,对于给定的弹道阻力,根据存储能的转变提出了为降低面密度的最佳UHMWPE厚度的参考值,这与陶瓷厚度、冲击速度和弹丸质量有关.本文的研究有助于指导陶瓷复合装甲的轻量化设计.

关键词： Ballistic resistance Bi-layer armor Theoretical analysis Optimal UHMWPE thickness

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冷战后南高加索地区冻结冲突及其演进研究

冷战后南高加索地区冻结冲突及其演进研究

作者：张逸飞中共江苏省委党校

学位级别：硕士

在20世纪90年代,位于南高加索地区格鲁吉亚境内的阿布哈兹地区和南奥塞梯地区,以及阿塞拜疆境内的纳戈尔诺-卡拉巴赫地区分别发生了因分离主义(secessionism)而引起的武装冲突。这些冲突在外部干预下达成了暂时停火的协定,但冲突方之间... 详细信息

在20世纪90年代,位于南高加索地区格鲁吉亚境内的阿布哈兹地区和南奥塞梯地区,以及阿塞拜疆境内的纳戈尔诺-卡拉巴赫地区分别发生了因分离主义(secessionism)而引起的武装冲突。这些冲突在外部干预下达成了暂时停火的协定,但冲突方之间的核心分歧并未解决。在之后的年份里,交战地区仍有零星的小规模冲突发生,后来甚至在南奥塞梯和纳戈尔诺-卡拉巴赫有大规模冲突重现。冷战后,这类后苏联空间(Post-Soviet Space)内以分离主义为核心关注且多次出现的同一冲突事件常被学者用作研究冻结冲突(frozen conflict)的重要案例。若将同一分离地区发生的冲突看作同一冲突的不同阶段,即冻结冲突的演进过程。当冲突参与方间达成势力平衡后,冲突暂时停火,局势即被“冻结”;而冲突局势会在和平时期因一些因素的干扰出现暴力复发的情况,又在外界干预下再一次被“冻结”,因此,其演进的整个过程处在动态的变化中。冲突的爆发、停战(冻结)、再爆发以及中间的和平调解等过程,共同组成了冻结冲突的演进。在南高加索地区,外部干预是冻结冲突不能彻底终结的根源所在。该地区地理位置重要,在冲突方之外还有多个争夺利益的参与方,所有参与方为寻求资源和利益的最大化而积极介入冲突,并在和平谈判时支持搁置争议,维持“冻结”状况的存在,形成多方均势,致使冻结冲突生成并保持了一段时间的稳定。俄罗斯是南高加索地区最重要的外部干预势力;在本地区的安全战略和利益目标决定了俄罗斯冲突介入程度和介入手段。为使自身成为南高加索地区安全事务的把控者,俄罗斯主导了此处全部冲突的调和,并将该地冻结冲突“工具化”,使其成为俄罗斯掌控南高加索三国安全事务的主要手段。除俄罗斯外,美国和欧盟也参与了本地区冻结冲突的调解过程,它们将此作为插手本地区安全事务的理由,通过一定程度的介入来扩大自身影响力,从而与俄罗斯竞争。俄罗斯与西方将冻结冲突作为其左右南高加索三国外交方向的切入点,因而这些外部势力为获取更多利益会维持冲突“冻结”。当有一方想要突破均势改变冻结冲突时,另一方以此生成应对措施,局势平衡被打破,冻结冲突会向下一阶段转变。此外,土耳其、伊朗近些年在本地区的影响力也有所上升,土耳其对2020年纳-卡冲突中的干预还间接产生了改变冲突方实力对比的作用,战后土耳其也成为了南高加索地区事务的重要参与者,给局势增添了更多复杂性。南高加索三国的国内因素也给冻结冲突演进造成了重要影响。分离主义问题使冲突方之间的分歧难以化解,多种因素让母国在分离冲突中缺少彻底解决分离问题的能力,而分离实体虽缺少国际承认和政权条件,却可以在外部支持下保持分离的现实,使得冻结冲突能长时间维持。尽管如此,母国的强力手段和分离冲突的国际化仍有让冻结局势重新“升温”的隐患。此外,领导人的执政风格、外交政策方向和不同政治力量的利益诉求,以及冲突方实力对比变化等因素也会让冻结冲突的局势出现波动,造成冲突新一阶段的演进。目前暂无有效解决南高加索地区冻结冲突的和平机制,暴力隐患仍然存在,和平前景并不乐观。未来,南高加索地区的冻结冲突会在内外因素的共同作用下继续动态变化着,产生新的演进情况。大国博弈状况仍将对冻结冲突的演变产生重要的影响,俄乌冲突后地区局势的变动也将会给该地带来新一轮竞争力对比的变化,尤其需要关注南高加索三国各自与俄罗斯外交关系的变化。

关键词：冻结冲突南高加索地区外部干预分离主义俄罗斯

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长江中游通江湖泊对干流顶托作用变化规律

水科学进展 2024年第1期35卷 98-111页

作者：杨春瑞邓金运陈立郑柠辉赵晋武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072

长江中游通江湖泊(洞庭湖和鄱阳湖)对干流的顶托作用直接关系到区域防洪安全。通过构造支流顶托强度指标并结合Copula函数,分析三峡水库蓄水前后两湖出流对长江干流顶托强度的变化和异同,讨论干支流流量分布和地形变化对两湖顶托强度变... 详细信息

长江中游通江湖泊(洞庭湖和鄱阳湖)对干流的顶托作用直接关系到区域防洪安全。通过构造支流顶托强度指标并结合Copula函数,分析三峡水库蓄水前后两湖出流对长江干流顶托强度的变化和异同,讨论干支流流量分布和地形变化对两湖顶托强度变化的贡献。研究结果表明:①三峡水库蓄水后,对干流顶托强度变化方面,汛期洞庭湖变化不大、鄱阳湖明显减弱;枯水期洞庭湖略有增强、鄱阳湖变化不大。②干支流流量分布导致的汇流比变化和江湖交汇区地形调整综合影响导致了两湖蓄水后顶托强度变化的差异;三峡水库蓄水后,干支流流量分布变化使洞庭湖、鄱阳湖对干流平均顶托强度分别减弱5.11%和13.45%;干流河床冲刷加剧导致的交汇区干支流河床高程差增大使洞庭湖、鄱阳湖对干流平均顶托强度分别增强6%和0.9%。

关键词：顶托作用汇流比 Copula函数长江中游洞庭湖鄱阳湖

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脑电信号与人脸特征融合的情感识别方法研究

脑电信号与人脸特征融合的情感识别方法研究

作者：张逸飞东北电力大学

学位级别：硕士

近些年来,人工智能相关行业发展的速度飞快,在某些特定的场景和情况下,人类与机器之间的互动已经成为各种生活乃至生产环境中不可或缺的一部分。而在这类的互动中,情感识别经常能起到关键的作用,所以情感识别的相关技术显得十分重要。... 详细信息

近些年来,人工智能相关行业发展的速度飞快,在某些特定的场景和情况下,人类与机器之间的互动已经成为各种生活乃至生产环境中不可或缺的一部分。而在这类的互动中,情感识别经常能起到关键的作用,所以情感识别的相关技术显得十分重要。情感识别主要依赖于两类信号:生理信号和非生理信号。在较为早期的研究阶段,研究主要集中在非生理信号上,例如通过分析面部表情、语音特征以及身体姿态等方式来识别情感。然而,随着神经科学和脑科学领域的研究不断深入,对生理信号(如脑电信号、心电信号以及肌电信号)的研究日益受到重视。相较于非生理信号,生理信号更具客观性,但也面临着一些挑战,主要表现在生理信号通常较为微弱,容易受到各种外界因素(如环境噪音)的干扰。针对存在的问题,本研究在提取了较为全面的脑电信号特征的同时将人脸图像与脑电信号特征进行了融合,弥补了脑电信号的微弱和抗干扰性弱的缺陷,具体的研究内容如下:(1)利用MAHNOB-HCI数据集中的人脸图像数据,利用ResNet34神经网络,经过70次迭代,得到了96.0%的准确率,证明了该数据集的人脸图像数据可以用于情感识别。(2)提取了脑电信号的差分熵特征,并基于注意力机制,使用了一个并行的空间光谱(及时间)注意力模块,以自适应的捕捉一些值得注意的频带、时间戳或大脑区域,提取了脑电信号的3D时空光谱特征;同时基于光谱时间图神经网络(Stem GNN)通过提取脑电信号中的时空依赖性,成功的提取了脑电信号的空间相关性特征。接着通过空间通道的叠加将提取出的脑电特征进行简单的融合,并将其作为输入投入Res Net34神经网络经过100次迭代,得到了90.9%的准确率,证明了本研究脑电信号特征提取办法的可行性。(3)对MAHNOB-HCI数据集进行了处理,使得其中人脸图像数据和提取出来的脑电特征数据具有相同的大小。利用了多种特征融合办法,包括数据拼接、对位元素相加、对位元素相乘、对位元素差值四种方法,对处理过的人脸图像数据和提取好的脑电特征进行了融合。接着使用搭建的网络模型进行了情感识别,包括情感的积极、中性、消极的三分类和对唤醒度及效价度的分类,同时对四种融合方法进行了比较。同时比较了特征层融合和决策层融合的两种方法。最终,特征层对位元素差值的融合方法取得了最优秀的效果,在情感三分类上获得了93.0%的结果。同时进行了对比试验与消融实验证明了本研究的方法的可行性。从研究结果上看,本研究所使用的脑电特征提取办法能够有效的提取特征并用于情感识别。同时,本研究所使用的特征融合方法在与单一特征进行比较时,可在情感识别问题上得到更优秀的结果。

关键词：人脸图像脑电信号情感识别特征提取特征融合深度学习

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侦测式主动压制干扰机关键技术研究

侦测式主动压制干扰机关键技术研究

作者：张逸凡西安工业大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的快速进步,电子战和信息战已成为现代战争不可或缺的一环。特别是在反恐作战和城市战斗场景中,由于低价高效的民用电子设备广泛使用,利用这些设备制造的无线电遥控简易爆炸物(Radio-Controlled Improvised Explosive D... 详细信息

随着无线通信技术的快速进步,电子战和信息战已成为现代战争不可或缺的一环。特别是在反恐作战和城市战斗场景中,由于低价高效的民用电子设备广泛使用,利用这些设备制造的无线电遥控简易爆炸物(Radio-Controlled Improvised Explosive Device,RCIED)构成了日益严重的威胁。因此,发展有效的RCIED侦测和干扰技术显得尤为重要。传统反RCIED干扰机主要依靠全频段压制干扰,具有针对性较差、功耗高和干扰效率低等问题。本研究聚焦于集侦测与干扰一体的侦测式主动压制干扰机,采用软件无线电(SDR,Software Defined Radio)技术结合人工智能算法,实现对无线信号的智能侦测和针对性干扰,旨在提高RCIED对抗能力。1)构建无线信号调制识别模型。利用Hack RF建立信号采集平台,收集四种常见民用通信设备的信号以建立数据集。针对复杂的通信信号,采用长短期记忆(Long ShortTerm Memory,LSTM)神经网络进行调制识别,并提出了GWO-SA-LSTM改进模型,该模型结合自注意力机制优化LSTM网络,使用灰狼优化(GWO)算法调整超参数。实验结果显示,该方法在信噪比为10d B时识别准确率达到97%,相较于原型双层LSTM网络提高约4%。2)通信干扰效果仿真。基于4类采集对象的调制方式,使用matlab进行无线通信干扰仿真。针对模拟调制信号采用FM、AM调制信号进行干扰;针对采集的数字调制信号采用2ASK、2FSK、2PSK调制信号进行干扰;对于扩频信号,通过窄带信号与梳状谱信号进行干扰。以误码率为评价标准,确定最优干扰信号样式,用于进一步提高系统的干扰效率。3)生成无线干扰信号。使用GNUradio软件设计生成针对性干扰信号,采用Hack RF软件无线电平台进行发射。分别实现2ASK、2FSK、2PSK、FM、AM和梳状谱6类信号生成。并进行实物干扰实验。本课题以侦测式主动干扰机为研究对象,通过融合软件无线电平台和智能算法,有效实现了无线信号的智能侦测与针对性干扰,为提升反RCIED能力提供了技术支持,对智能化反RCIED干扰机的研究与发展贡献新思路。

关键词：认知无线电软件无线电神经网络调制识别压制干扰