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基于深度学习的变电站设备缺陷检测与分割

基于深度学习的变电站设备缺陷检测与分割

作者：徐运华石家庄铁道大学

学位级别：硕士

变电站设备的正常运行是电力系统稳定运行的先决条件,因此变电站设备的缺陷检测是非常必要的,如何快速准确发现变电站设备存在的隐患成了一个重要问题。传统检测主要依靠于人工检测,这种方式在时间、效率、安全等方面存在着很多弊端,已... 详细信息

变电站设备的正常运行是电力系统稳定运行的先决条件,因此变电站设备的缺陷检测是非常必要的,如何快速准确发现变电站设备存在的隐患成了一个重要问题。传统检测主要依靠于人工检测,这种方式在时间、效率、安全等方面存在着很多弊端,已经不能满足变电站的安全巡检需求。随着人工智能、图像处理技术的发展,深度学习算法为变电站设备的自动巡检提供了新的技术方案。本文基于实际项目需求对深度学习算法进行相关研究和改进,最终将其应用到变电站设备缺陷检测和分类中。论文主要研究工作如下:(1)图像预处理及数据增广。由于变电站缺陷设备的数据集较少,在自采集数据集基础上先使用几何变换法进行数据增广,然后通过Cycle GAN算法对数据集进行增强,有效的解决了小样本数据问题。(2)在缺陷检测阶段针对变电站设备缺陷检测提出基于无锚双向跨尺度特征融合的缺陷检测算法。使用Efficient Net作为特征提取网络,可以根据应用场景从而选择不同的模型;针对缺陷设备尺寸相差较大、小目标物体难以定位的问题,使用改进的Bi FPN来进行特征融合,以提高检测精度;为克服检测算法在设置锚框所带来的超参设定难、Io U计算占用资源大、正负样本数量差异较大的问题,使用无锚机制来对特征图进行目标分类及位置回归。同时使用自适应训练采集方法进一步优化正负样本分类问题,有效的提升了检测精度与检测速度。(3)在缺陷分割阶段提出了基于瓶颈注意力机制的缺陷分割算法。为解决分割过程中对小目标物体分割不友好问题引用瓶颈注意力机制;在减少参数、增加感受野并尽可能多的保留关键特征前提下,在改进后的ASPP中使用四种不同采样率的空洞卷积;为了实现图像目标多尺度和高效率的分割,使用编码器-解码器思想将改进后带有空洞卷积的ASPP结构与编码器-解码器结构相结合,最后使得分割出来的模型边缘更加精确。(4)基于QT框架并结合上述检测和分割算法模型,设计一套变电站设备监控管理系统。实现视频实时监控,视频回放,缺陷检测与分割,记录上传,日志查询,系统设置等功能。该系统投入使用到企业委托项目后,实现变电站“少人值守、无人值班、区域检修”的新运营模式,对推动变电站设备从传统型到监控型的转变具有重要意义。

关键词：变电站设备缺陷检测 CycleGAN 无锚机制缺陷分割 ASPP模块瓶颈注意力

用于测定胆固醇含量的荧光式光纤生物传感器研制及应用研究

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用于测定胆固醇含量的荧光式光纤生物传感器研制及应用研究

作者：徐运华武汉理工大学

学位级别：硕士

生物传感器作为一种新型的生物信息技术已在生物医学领域发挥了重要的作用，用于测定胆固醇含量的荧光式光纤生物传感器具有重要的研究意义和具有广泛的应用前景。本文研究的荧光式光纤生物传感装置，主要研究内容包括胆固醇氧化... 详细信息

生物传感器作为一种新型的生物信息技术已在生物医学领域发挥了重要的作用，用于测定胆固醇含量的荧光式光纤生物传感器具有重要的研究意义和具有广泛的应用前景。本文研究的荧光式光纤生物传感装置，主要研究内容包括胆固醇氧化酶膜的制备、影响酶膜活性的因素、荧光试剂的制备及传感装置的设计和应用等。醋酸纤维素(CA)作为一种优异的生物传感用薄膜制备材料，是胆固醇氧化酶(COD)优良的固体载体。论文改进了醋酸纤维素的制备方法，采用盐析法制备了多孔性CA薄膜，对CA薄膜固定COD的催化特性进行了详细的研究，分析了薄膜特性、固定条件和反应条件等因素对酶膜活性的影响。为探讨生物传感器用膜的制备，采用溶胶-凝胶法，以活性炭微粉和琼脂糖制备了琼脂糖凝胶薄膜并研究了薄膜固定COD的催化特性。采用水合三氯化钌和1，10-菲咯啉制备了一种新型的荧光试剂——钌(Ⅱ)-邻菲咯啉(Ru(phen)sup>2-)，详细研究了试剂的晶体结构、紫外-可见光谱和荧光光谱等特性。论文以钌(Ⅱ)-邻菲咯啉为原料，醋酸纤维素为载体制备了荧光试剂薄膜并对它的氧猝灭性能进行了研究，发现它具有极为敏感的氧猝灭性能并适用于低氧浓度的检测。通过对光纤探头组装技术的研究，以醋酸纤维素COD酶膜为敏感基元，钌(Ⅱ)-邻菲咯啉为氧指示剂，分叉光纤为光信号传导载体，采用相移法和锁相放大技术设计了一种基于荧光猝灭原理的测定胆固醇用的生物传感装置。研究了装置测定气体氧和溶解氧时的特性并应用于胆固醇溶液和血浆中胆固醇含量的测试，获得了理想的结果。实验结果证明，测定胆固醇用的荧光式光纤生物传感装置具有较高的灵敏性和优良的稳定性，其测定气体氧和溶解氧的响应时间分别为5.57s和14.125s。

关键词：光纤生物传感器胆固醇醋酸纤维素薄膜酶固定

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轧机主传动系统的扭转振动分岔控制研究

轧机主传动系统的扭转振动分岔控制研究

作者：徐运华哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现代化的发展，致使各个工业领域对轧钢产品的质量有了越来越高的要求，这就要求对各种轧钢机必须具备高精度和高动态性能指标。轧钢机传动系统由于驱动电机与轧辊之间的弹性连接阻碍了速度控制系统的性能提升，以及负载扰动的影响，特... 详细信息

现代化的发展，致使各个工业领域对轧钢产品的质量有了越来越高的要求，这就要求对各种轧钢机必须具备高精度和高动态性能指标。轧钢机传动系统由于驱动电机与轧辊之间的弹性连接阻碍了速度控制系统的性能提升，以及负载扰动的影响，特别是轧钢机在咬钢过程中产生冲击，其主传动系统往往伴随扭转振动的发生。此种扭转振动不仅使轧件的表面质量受影响，还会导致轧机主传动系统的寿命大大降低，甚至影响传动系统的安全生产，发生断辊、断轴等事故。所以轧机传动系统的扭转振动是轧钢产业的一大问题，到了必须要解决的地步。本文的研究内容如下：首先，基于广义耗散系统Lagrange原理，研究了轧机主传动系统产生扭转振动的机理，建立了考虑非线性刚度、非线性阻尼和双重非线性的主传动扭振动力学方程，这也奠定了研究轧机扭振的理论基础。其次，将分岔理论应用到轧机主传动系统相对转动这一数学模型上，采用多尺度和谐波平衡法求解系统的近似解析解，可以直接得到原系统的规范型，运用动态分岔理论研究周期解和概周期解的稳定性，给出稳定域边界条件提供了轧机平稳运行的理论依据。再次，在Lagrange-Maxwell的原理基础上，建立机电耦合动力方程，它包含了非线性摩阻的，研究负载端非线性摩阻引起的失稳振荡现象。研究系统发生Hopf分岔的充分条件、必要条件，设计了状态反馈控制系统，并在确定控制系统的参数时采用了多尺度及谐波平衡法，将系统的Hopf分岔点转移，控制极限环的稳定性及幅值。最后，设计了轧机扭转振动测试系统，在实验平台上进行了扭振模拟及控制实验，验证了本文所研究的轧机主传动系统扭振相关理论的有效性及可行性。

关键词：轧机非线性扭振 Hopf分岔

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当代中国家庭道德教育研究

当代中国家庭道德教育研究

作者：徐运华安徽师范大学

学位级别：硕士

家庭是社会的基本组织形式,家庭的稳定与和谐是家庭道德文明的基本标志,也是社会稳定和繁荣的基本条件。家庭是孩子成长的摇篮,父母是孩子的第一任老师,父母要在指导孩子“学做事”的同时教育孩子“学做人”。家庭教育有着不同于其... 详细信息

家庭是社会的基本组织形式,家庭的稳定与和谐是家庭道德文明的基本标志,也是社会稳定和繁荣的基本条件。家庭是孩子成长的摇篮,父母是孩子的第一任老师,父母要在指导孩子“学做事”的同时教育孩子“学做人”。家庭教育有着不同于其他教育系统的特点,具有其他教育方式无法替代的作用。家庭教育的内容是多方面的,包括家庭道德教育、家庭身心发展教育、家庭智育、家庭美育等。家庭道德教育是家庭教育的一部分,是家庭教育的核心和灵魂,它与学校道德教育、社会道德教育共同组成道德教育系统,并在其中处于基础和起始的地位,起着社会道德与个人道德双向互动的中介作用。家庭道德教育又是道德教育的一部分,而道德教育是教育领域的一个重要维度,是道德和教育的合成。重视家庭道德教育是中华民族的优良传统。时代的发展和家庭结构的变迁,家庭道德教育迎来了新的挑战:重智轻德,科学教育方法的缺失,代际冲突,网络的负面冲击,邻里关系冷漠,朋辈教育缺失等等;如何科学应对?不仅关系到一个人成长成才的问题,而且对于促进我国经济发展,社会和谐稳定,都具有十分重要的意义。为此,我们应当通过更新家庭教育范式,家校密切配合,整合社会资源,吸取国内外家庭道德教育优秀成果,完善相关法律法规等方法,不断加强家庭道德教育。文章分为三个部分:第一部分从当代中国家庭道德教育概述起笔,解释了家庭和家庭道德教育的相关概念,厘清了它们之间的关系并阐述了家庭道德教育的现实意义;第二部分是当代中国家庭道德教育的现状分析,提出了存在的几个突出问题并对其进行归因分析;第三部分是加强和改进当代中国家庭道德教育的策略研究。文章注重理论与实际研究相结合的原则,力求提出富有成效的对策,从而强化我国家庭道德教育的可行性和可操作性。

关键词：当代中国家庭教育道德教育现状分析应对策略

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可见光对GaN基紫外焦平面读出电路的影响

半导体光电 2006年第4期27卷 402-405页

作者：贾寒昕徐运华亢勇李向阳中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室

GaN材料对可见光是透明的,而Si材料可以吸收可见光。在面阵GaN基紫外焦平面中,GaN探测器与Si读出电路通过铟柱倒焊互连,可见光可穿过GaN材料而被Si材料吸收。研究了可见光对于GaN基紫外焦平面读出电路影响的机制,并提出了通过在电路中... 详细信息

GaN材料对可见光是透明的,而Si材料可以吸收可见光。在面阵GaN基紫外焦平面中,GaN探测器与Si读出电路通过铟柱倒焊互连,可见光可穿过GaN材料而被Si材料吸收。研究了可见光对于GaN基紫外焦平面读出电路影响的机制,并提出了通过在电路中覆盖铝层的方法减小可见光的影响,最后用实验证实了此方法对于抑制可见光干扰的影响的有效性。

关键词：焦平面读出电路紫外可见光 GaN

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钙稳态失衡与癌细胞抑制

生物化学与生物物理进展 2001年第5期28卷 635-638页

作者：孙恩杰闫玉华徐运华武汉理工大学理学院武汉430070

细胞胞浆钙离子浓度必须处于严格的调控之中 ,钙稳态失调必将导致细胞严重损伤或死亡 (凋亡或坏死 ) .综述了钙稳态失调在外界因素引起细胞死亡中的作用、直接钙稳态失调的细胞死亡效应、以及钙离子在细胞凋亡中的作用 ,并讨论了上述作... 详细信息

细胞胞浆钙离子浓度必须处于严格的调控之中 ,钙稳态失调必将导致细胞严重损伤或死亡 (凋亡或坏死 ) .综述了钙稳态失调在外界因素引起细胞死亡中的作用、直接钙稳态失调的细胞死亡效应、以及钙离子在细胞凋亡中的作用 ,并讨论了上述作用的机制。

关键词：钙离子钙稳态失衡细胞凋亡癌细胞抑制

一种基于开关门阵列结构的9级TDI读出电路

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半导体光电 2005年第B3期26卷 30-33页

作者：张松徐运华谢文青方家熊中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室，上海200083

介绍了一种采用开关门阵列结构实现的9级TDI功能的读出电路。片中包含了脉冲发生电路。测试结果表明，该电路能够实现9级积分功能，电荷处理能力为11．9pC，电压输出摆幅为3．1V，最小可积分电流为0．1nA。

关键词：焦平面阵列读出电路时间延迟积分

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9级时间延迟积分CMoS读出电路

半导体光电 2005年第B3期26卷 40-44页

作者：谢文青徐运华张松方家熊中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室，上海200083

报道一种能够实现时间延迟积分(TDI)功能的单元CMOS读出电路．具有戽链器件(BBD)结构，其输入级为电容反馈互阻抗放大器(CTIA)。介绍了读出电路的设计．并对该电路进行了功能仿真和流片验证。该芯片采用0．6μm双层多晶硅双层金属CMOS... 详细信息

报道一种能够实现时间延迟积分(TDI)功能的单元CMOS读出电路．具有戽链器件(BBD)结构，其输入级为电容反馈互阻抗放大器(CTIA)。介绍了读出电路的设计．并对该电路进行了功能仿真和流片验证。该芯片采用0．6μm双层多晶硅双层金属CMOS工艺。测试结果表明，在常温下，本电路能够实现9级TDI功能，电荷处理能力为2．5pC，工作电压5V。最后讨论了电路存在的一些问题以及下一步努力的方向。

关键词：读出电路 TDI CMOS BBD CTIA

p型GaN/Al_(0·35)Ga_(0·65)N/GaN应变量子阱中二维空穴气的研究

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物理学报 2006年第12期55卷 6600-6605页

作者：游达许金通汤英文何政徐运华龚海梅中国科学院上海技术物理研究所传感技术国家重点实验室上海200083

对Ga面p型GaN/Al0·35Ga0·65N/GaN应变异质结构中形成的二维空穴气(2DHG)进行了研究.首先基于半导体-绝缘体-半导体异质结构模型确定了应变异质中的临界厚度,然后自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了当中间势垒层AlGaN处于完全应变状... 详细信息

对Ga面p型GaN/Al0·35Ga0·65N/GaN应变异质结构中形成的二维空穴气(2DHG)进行了研究.首先基于半导体-绝缘体-半导体异质结构模型确定了应变异质中的临界厚度,然后自洽求解薛定谔方程和泊松方程,计算了当中间势垒层AlGaN处于完全应变状态和半应变状态两种条件下,顶层GaN及中间层AlGaN厚度的变化对2DHG分布的影响.计算结果表明,势垒层AlGaN和顶层GaN的应变状态和厚度对极化引起的2DHG面密度及分布有重要影响.在此基础上制备了p型GaN/Al0·35Ga0·65N/GaN应变量子阱结构肖特基器件,并通过器件的C-V测试证实了异质结处2DHG的存在.器件响应光谱的测试结果表明,由于p型GaN/Al0·35Ga0·65N/GaN量子阱中强烈的极化作用和Stark效应使得器件零偏压和反向偏压时的响应光谱都向短波方向移动了10nm,在零偏压下器件在280nm处的峰值响应为0·022A/W,在反向偏压为1V时,峰值响应达到0·19A/W,已经接近理论值.

关键词： AlGaN 二维空穴气极化效应