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管道超声相控阵全聚焦成像仿真及算法优化

电子测量技术 2024年第6期47卷 151-156页

作者：张鑫宇范惜梅李忠虎李靖王金明内蒙古科技大学机械工程学院包头014010 内蒙古科技大学信息工程学院包头014010 内蒙古自治区光热与风能发电重点实验室包头014010

针对厚壁管道内部缺陷识别困难、可视化差等问题,提出基于超声相控阵理论和全聚焦算法对厚壁管道内部缺陷进行图像重构。并针对全聚焦成像效率低的缺点,采用有限元法对外径为550 mm,壁厚为65 mm的厚壁管道超声相控阵全聚焦成像进行仿真... 详细信息

针对厚壁管道内部缺陷识别困难、可视化差等问题,提出基于超声相控阵理论和全聚焦算法对厚壁管道内部缺陷进行图像重构。并针对全聚焦成像效率低的缺点,采用有限元法对外径为550 mm,壁厚为65 mm的厚壁管道超声相控阵全聚焦成像进行仿真,模拟缺陷检测过程和成像结果,并使用稀疏矩阵对算法进行优化。结果表明:在基本满足成像质量要求的情况下,采用激发中心频率为5 MHz,阵元宽度为0.5 mm,阵元间距为1 mm,阵元数量为32时,稀疏激发矩阵比全矩阵全聚焦成像效率提高了74.81%,有效提高了成像速度,满足全聚焦快速成像的需求。

关键词：厚壁管道超声相控阵全聚焦方法全矩阵稀疏矩阵

融合空间关系与时间序列特征的民航旅客量预测算法

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计算机应用与软件 2022年第12期39卷 298-302,317页

作者：吴丽娜冯迪李忠虎中国民航信息网络股份有限公司北京101318 民航旅客服务智能化应用技术重点实验室北京101318

针对民航航线网络中各机场的空间关系带来的相互影响以及民航旅客量的时间序列特征,建立了一个融合空间关系与时间序列特征的民航旅客量预测算法,采用深度卷积神经网络捕捉民航旅客量的时序和空间信息,采用三次指数平滑模型捕捉民航旅... 详细信息

针对民航航线网络中各机场的空间关系带来的相互影响以及民航旅客量的时间序列特征,建立了一个融合空间关系与时间序列特征的民航旅客量预测算法,采用深度卷积神经网络捕捉民航旅客量的时序和空间信息,采用三次指数平滑模型捕捉民航旅客量时间序列的季节等周期性信息、长期趋势信息及时序信息,并加入日期特征和天气特征作为外部因素,采用全连接网络对上述两个模型的结果及外部因素进行融合。将提出的模型应用于30个典型的民航城市构成的航线网络的未来14天的旅客量预测中,其有效地提高了民航旅客量预测的准确性。

关键词：民航智能交通旅客量预测卷积神经网络三次指数平滑

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基于脉冲回波的避雷线断线检测系统研究

中国测试 2022年

作者：王金明刘磊张飞李忠虎陈越内蒙古科技大学信息工程学院

为高效率、低成本地检测风力发电机组桨叶避雷线断线位置，设计基于脉冲回波的避雷线断线检测系统。该系统以单端行波法为原理，由信号发生模块，传感器模块，信号采集模块、控制器模块四部分构成。信号发生模块负责产生行波脉冲信号，...

为高效率、低成本地检测风力发电机组桨叶避雷线断线位置，设计基于脉冲回波的避雷线断线检测系统。该系统以单端行波法为原理，由信号发生模块，传感器模块，信号采集模块、控制器模块四部分构成。信号发生模块负责产生行波脉冲信号，传感器模块负责采集回波信号，信号采集模块负责将采集到的回波信号处理转化送给控制模块，控制模块负责分析回波信号，判断故障类型和故障点位置。该文对各个模块的电路和性能参数进行设计，搭建整体的检测系统。经实验验证，该系统可以精准的实现断线判断，并获得断线位置，测量误差精确到0.5m以内。

关键词：

基于人工神经网络的挡板式直流道质子交换膜燃料电池性能优化

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专用汽车 2022年第7期 14-16页

作者：李忠虎济南工程职业技术学院山东济南250200

首先建立了三维、稳态、恒温的挡板式直流道挡板式质子交换膜燃料电池(PEMFC)单体模型,深入分析了挡板高度、宽度、位置(用与流道出口的距离表示)对PEMFC性能的影响。然后基于仿真数据,建立人工神经网络模型,分别以挡板高度、宽度、位... 详细信息

首先建立了三维、稳态、恒温的挡板式直流道挡板式质子交换膜燃料电池(PEMFC)单体模型,深入分析了挡板高度、宽度、位置(用与流道出口的距离表示)对PEMFC性能的影响。然后基于仿真数据,建立人工神经网络模型,分别以挡板高度、宽度、位置为输入,以0.7 V时的电流密度为输出。经过训练,模型的测试精度达到了理想的94.812%。最后对13671组数据集进行预测以选出最佳的性能方案,并通过仿真与实验进行进一步最优方案的验证。结果表明:在挡板高度、宽度、位置分别为1 mm、0.35 mm、3 mm时,PEMFC的电化学性能最优。

关键词： PEMFC 直流道挡板人工神经网络

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管道超声导波检测缺陷周向定位数值模拟

化工设备与管道 2022年第1期59卷 81-87页

作者：李忠虎李靖王金明李刚内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区光热与风能发电重点实验室内蒙古包头014010

为了研究基于超声导波的管道缺陷周向定位问题,建立了四种不同周向角度缺陷的直管道有限元模型,利用有限元软件ABAQUS对L(0,1)模态导波管道缺陷检测进行数值模拟研究。激励导波信号选择汉宁窗调制的35 kHz的L(0,1)模态导波。对采集到的... 详细信息

为了研究基于超声导波的管道缺陷周向定位问题,建立了四种不同周向角度缺陷的直管道有限元模型,利用有限元软件ABAQUS对L(0,1)模态导波管道缺陷检测进行数值模拟研究。激励导波信号选择汉宁窗调制的35 kHz的L(0,1)模态导波。对采集到的回波信号采用MATLAB编写相应的周向定位算法,绘制了损伤系数法和圆轨迹曲线法两种周向定位图,分析了周向定位的可行性。结果表明,管道缺陷损伤系数法只能大致确定缺陷的周向位置,而圆轨迹曲线法则可有效提高缺陷的周向定位精度。

关键词：超声导波管道缺陷周向定位损伤系数圆轨迹曲线法

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基于轻量级网络的钢板表面缺陷分类研究

计算机仿真 2022年第12期39卷 507-512页

作者：闫俊红龚志成李忠虎内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

由于生产工艺及控制技术的限制,轧制钢板表面易产生几何特征复杂的缺陷,故引入精良的检测方法具有十分重要的意义。提出一种改进后的轻量级网络模型MobileNetV3,首先精简对模型贡献度较低的卷积核通道数,引入额外的卷积层结构提升网络... 详细信息

由于生产工艺及控制技术的限制,轧制钢板表面易产生几何特征复杂的缺陷,故引入精良的检测方法具有十分重要的意义。提出一种改进后的轻量级网络模型MobileNetV3,首先精简对模型贡献度较低的卷积核通道数,引入额外的卷积层结构提升网络泛化能力,利用迁移学习保留在源域数据集上学习到的模型参数,加速并优化对目标钢板缺陷数据集的学习效率。实验结果表明,改进后的MobileNetV3对目标钢板缺陷数据集的检测精度及相关评价指标上均为最佳,模型参数量仅为原始模型的1/4左右,相较于深层卷积神经网络在资源有限的设备上具备更好的检测效率。

关键词：轧制钢板表面缺陷检测迁移学习

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基于图像融合的风电塔筒边缘检测及提取方法

国外电子测量技术 2022年第3期41卷 90-95页

作者：李忠虎薛婉婷吕鑫王金明内蒙古科技大学信息工程学院包头014010 内蒙古自治区光热与风能发电重点实验室包头014010

风电塔筒倾斜度测量对风电机组的安全运行具有重要意义。为了实现基于机器视觉的风电塔筒倾斜度测量,需要对塔筒图像的边缘线进行准确提取,这直接决定了测量的准确度。使用两种灰度化方法以避免图像模糊带来的误差,通过高斯滤波消除随... 详细信息

风电塔筒倾斜度测量对风电机组的安全运行具有重要意义。为了实现基于机器视觉的风电塔筒倾斜度测量,需要对塔筒图像的边缘线进行准确提取,这直接决定了测量的准确度。使用两种灰度化方法以避免图像模糊带来的误差,通过高斯滤波消除随机噪声,选择ROI区域避免背景噪声干扰;对比一阶微分算子、Canny算子、Kirsch算子后选用Kirsch算子进行边缘检测;将采用两种灰度化方法后的边缘检测结果进行融合,使边缘检测结果更加完整,最后采用霍夫变换进行边缘线提取。实验结果表明,结合图像灰度化、Kirsch算子、图像融合和霍夫变换提取塔筒边缘线的方法能准确提取风电塔筒边缘信息,符合风电塔筒倾斜度测量基础数据的标准。

关键词：风电塔筒边缘检测边缘提取图像融合霍夫变换

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管道缺陷检测全聚焦数据处理及成像方法研究

电子测量技术 2022年第17期45卷 153-158页

作者：李靖李忠虎张鑫宇王金明内蒙古科技大学信息工程学院包头014010 内蒙古自治区光热与风能发电重点实验室包头014010 内蒙古科技大学机械工程学院包头014010

管道缺陷检测是保证管道系统安全运行的必要手段,本文采用全聚焦成像的方法对管道缺陷进行成像与识别。利用有限元软件ABAQUS对基于L(0,1)模态导波的管道缺陷检测方法进行数值模拟研究,利用中值滤波、希尔伯特变换及信号包络锐化方法对... 详细信息

管道缺陷检测是保证管道系统安全运行的必要手段,本文采用全聚焦成像的方法对管道缺陷进行成像与识别。利用有限元软件ABAQUS对基于L(0,1)模态导波的管道缺陷检测方法进行数值模拟研究,利用中值滤波、希尔伯特变换及信号包络锐化方法对信号进行预处理,然后用处理后的信号构建全矩阵数据,最后利用全聚焦算法实现缺陷成像,最终显示成像结果。实验结果表明,将信号进行预处理后再成像,可有效提高分辨率,实现缺陷的高精度可视化。

关键词：管道缺陷超声导波信号处理全聚焦成像

基于虚拟仪器的便携式非车载直流充电桩检测装置设计

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电子制作 2022年第1期30卷 82-84,81页

作者：李忠虎王潇霈内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014017

2025年预计有3200万辆新能源汽车上路,对新能源汽车基础设施建设提出了新的要求,工信部在2019年明确了加强新能源汽车非车载充电桩等基础设施建设的意见,中共政治局委员会中“新基建”的概念也包含了充电桩,因此充电桩的运营数量会逐步... 详细信息

2025年预计有3200万辆新能源汽车上路,对新能源汽车基础设施建设提出了新的要求,工信部在2019年明确了加强新能源汽车非车载充电桩等基础设施建设的意见,中共政治局委员会中“新基建”的概念也包含了充电桩,因此充电桩的运营数量会逐步上升,同时也对充电桩测试提出了更高的要求。本文设计了一款基于虚拟仪器的便携式非车载直流充电桩测试装置,使用笔记本电脑及可移动数据采集系统等硬件构建了基础硬件环境,基于Labview进行编程,实现了对充电桩充电过程通讯、电压电流等参数的监控功能,以检测评价充电桩的性能参数。

关键词：虚拟仪器非车载直流充电桩测试技术