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时频域分形维数分析的光谱信号重叠峰解析算法

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光谱学与光谱分析 2017年第12期37卷 3664-3669页

作者：陶维亮刘艳王先培吴琼水武汉大学电子信息学院湖北武汉430079 电网环境保护国家重点实验室中国电力科学研究院湖北武汉430074

由于光谱谱线存在自然展宽、多普勒展宽、碰撞展宽等,使混合气体中多种成分的吸收光谱信号出现相邻谱峰重叠现象,给混合气体组成成分的定性或定量检测带来较大的困难。现有的方法在获取先验知识、处理精度、运算效率等方面存在不足。提... 详细信息

由于光谱谱线存在自然展宽、多普勒展宽、碰撞展宽等,使混合气体中多种成分的吸收光谱信号出现相邻谱峰重叠现象,给混合气体组成成分的定性或定量检测带来较大的困难。现有的方法在获取先验知识、处理精度、运算效率等方面存在不足。提出基于时频域分形维数分析的光谱信号重叠峰解析算法,结合小波的多尺度观测能力和分形的自相似度的度量能力,识别、定位和解析光谱信号中的重叠峰。首先利用小波对具有重叠谱峰的光谱信号进行光谱频率域和尺度域的分析,然后对该时频域的光谱信号在同一光谱频率下的多尺度数据进行自相似性度量和分形计算。逐频率计算后得到光谱信号在频率域的分形维数曲线。该曲线体现了光谱信号在不同尺度的自相似性,其极值位置与光谱信号的各独立峰的位置具有相关性。依据此特性,结合分形曲线的特征参数,最后利用神经网络解析出对应混合气体成分的混叠在一起的各个独立谱峰。该方法利用小波的多分辨率特性,对信号进行不同尺度的精细度量。分形模型则提高了系统解析复杂信号的能力,对重叠程度高的多谱峰重叠信号也有很强的处理能力。借助人工神经网络,实现了整个算法的自动测量。通过实验结果分析,验证了算法的有效性,并讨论影响算法效果的主要因素。

关键词：分形小波神经网络红外光谱吸收光谱

基于多尺度加权主成分分析的SF_6红外光谱分析

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光谱学与光谱分析 2012年第6期32卷 1535-1540页

作者：彭玺王先培黄云光武汉大学系统集成与故障诊断实验室湖北武汉430079 广西电力科学研究院广西南宁530023

利用红外光谱法分析SF6气体及其衍生物是判断气体绝缘组合电器(GIS)运行状态和故障的一种重要手段。传统的诊断方法过程繁琐、效率低下,而且受主观因素的影响较大。本文指出可以采用机器学习的方法实现GIS设备的故障诊断,并提出了多尺... 详细信息

利用红外光谱法分析SF6气体及其衍生物是判断气体绝缘组合电器(GIS)运行状态和故障的一种重要手段。传统的诊断方法过程繁琐、效率低下,而且受主观因素的影响较大。本文指出可以采用机器学习的方法实现GIS设备的故障诊断,并提出了多尺度加权主成分分析的特征提取方法。多尺度加权主成分分析结合了主成分分析和多尺度分解的特点,保证了尺度特征信息的最大化,并且修正了特征向量在数据分类时的权重。通过对广西电力研究院提供的SF6及其衍生物的红外光谱进行分析,证明了多尺度加权主成分分析算法对训练样本的分类效果要比标准的主成分分析算法好3～4倍。

关键词：红外光谱技术六氟化硫气体绝缘组合电器多尺度加权主成分分析

基于IEC 61850的变电站自动化系统连锁故障分析

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电力系统自动化 2013年第2期37卷 61-66页

作者：张其林王先培赵宇武汉大学电子信息学院湖北省武汉市430072 湖北文理学院数学与计算机学院湖北省襄阳市441053

IEC 61850定义的逻辑节点之间存在复杂的交互关系,变电站自动化系统中的故障有可能通过这种关系在系统中进一步传播。从复杂网络理论出发,将逻辑节点作为网络的节点,逻辑连接作为网络的边,则逻辑节点之间的交互关系就可以抽象成一个复... 详细信息

IEC 61850定义的逻辑节点之间存在复杂的交互关系,变电站自动化系统中的故障有可能通过这种关系在系统中进一步传播。从复杂网络理论出发,将逻辑节点作为网络的节点,逻辑连接作为网络的边,则逻辑节点之间的交互关系就可以抽象成一个复杂网络。首先,统计这个复杂网络的相关特征参数,结果表明,逻辑节点之间的交互关系同时具有小世界和无标度特征;然后,建立了基于耦合映像格子(CML)的变电站自动化系统连锁故障模型,仿真实验在一定程度上揭示了逻辑节点的故障在系统中的传播规律。最后,以T1-1型变电站为例,分析其自动化系统中逻辑节点交互的特性,并应用所建立的模型进行了仿真,进一步验证了从逻辑节点交互特性角度分析变电站自动化系统的故障传播的有效性。

关键词： IEC 61850 变电站自动化复杂网络耦合映像格子连锁故障

GIS设备内SF_6废气成分的定量分析方法

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高电压技术 2010年第10期36卷 2478-2482页

作者：蔡涛王先培朱晔武汉大学故障诊断与系统集成实验室武汉430072 国网电力科学研究院武汉430074

GIS设备绝缘体内SF6气体及其衍生物的组成和体积分数严重影响GIS设备内绝缘气体SF6的绝缘能力,而分析故障GIS设备内SF6气体衍生物及它们的体积分数,可以评估GIS设备发生故障的原因。为了从GIS设备内SF6气体的红外谱图中获取部分特定衍... 详细信息

GIS设备绝缘体内SF6气体及其衍生物的组成和体积分数严重影响GIS设备内绝缘气体SF6的绝缘能力,而分析故障GIS设备内SF6气体衍生物及它们的体积分数,可以评估GIS设备发生故障的原因。为了从GIS设备内SF6气体的红外谱图中获取部分特定衍生物的体积分数信息,在差谱法的基础上,采用神经网络模型及粒子群算法对红外谱图进行训练分析,实现了特定衍生物的定量分析。结论表明采用红外谱图方法进行GIS设备绝缘气体部分衍生物的定量分析是可行的。

关键词：红外光谱技术六氟化硫 GIS 神经网络粒子群优化高压绝缘

基于IEC 61850的智能电子设备交互模型形式化描述与验证

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电力系统自动化 2012年第17期36卷 72-76页

作者：张其林王先培杜双育赵宇武汉大学电子信息学院湖北省武汉市430079

IEC 61850将变电站智能电子设备(IED)的功能抽象成若干逻辑节点,以达到信息交换的目的。IED及其逻辑节点之间的交互关系复杂,如何正确地设计并实现这种复杂的行为是IEC 61850实施的关键。形式化方法为此提供了良好的途径。提出采用进程... 详细信息

IEC 61850将变电站智能电子设备(IED)的功能抽象成若干逻辑节点,以达到信息交换的目的。IED及其逻辑节点之间的交互关系复杂,如何正确地设计并实现这种复杂的行为是IEC 61850实施的关键。形式化方法为此提供了良好的途径。提出采用进程代数方法对各种功能在IED之间、IED内部逻辑节点之间的交互关系、系统行为进行严谨地描述并进行自动验证,以保证分布式功能的正确性。以定时过电流保护功能为例,建立了基于IEC 61850的IED交互模型,采用在通信顺序进程(CSP)上加入时间相关操作形成的形式化语言Timed CSP描述其交互功能及系统行为,在验证工具——进程分析工具包(PAT)环境中进行了验证。结果表明,所提出的方法能有效地检测出描述中潜在的缺陷,有利于指导IED交互系统的设计并节约开发成本。

关键词： IEC 61850 智能电子设备形式化通信顺序进程

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测控系统与集成技术 1

基于非均匀B样条曲线的红外数据的精确拟合及校正

丛书名：普通高等学校测控技术与仪器专业规划教材Apu tong gao deng xue xiao ce kong ji shu yu yi qi zhuan ye gui hua jiao cai

2012年

作者：王先培

本书共十章，主要介绍了测控系统通信基础、测控系统通信与网络集成、软件集成平台、功能集成、传感器集成等内容。

ISBN: (数字)9787560975504

ISBN: (纸本)9787560975504

本书共十章，主要介绍了测控系统通信基础、测控系统通信与网络集成、软件集成平台、功能集成、传感器集成等内容。

关键词：自动检测统计高等学校教材

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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光谱学与光谱分析 2006年第10期26卷 1850-1853页

作者：王先培张爱菊李少雄武汉大学系统集成与故障诊断实验室湖北武汉430072 中南财经政法大学信息学院湖北武汉430064

红外谱图数据的精确拟合是建立标准谱图的重要组成部分,是光谱仪器正确进行定性和定量分析的基础。文章采用非均匀B样条对红外谱图数据进行曲线拟合,通过采用基于最大范数距离的B样条拟合算法,不仅解决了大容量红外谱图的精确拟合问题,... 详细信息

红外谱图数据的精确拟合是建立标准谱图的重要组成部分,是光谱仪器正确进行定性和定量分析的基础。文章采用非均匀B样条对红外谱图数据进行曲线拟合,通过采用基于最大范数距离的B样条拟合算法,不仅解决了大容量红外谱图的精确拟合问题,同时对谱图峰值精确定位也提供了方便。文章介绍了非均匀B样条曲线,以及二阶(三阶)非均匀B样条曲线拟合的实现,重点描述了红外谱图数据拟合精度的控制方法。

关键词：红外光谱分析仪 B样条红外谱图

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基于小波模极大值移位相关的光谱去噪方法

光谱学与光谱分析 2009年第5期29卷 1241-1245页

作者：陶维亮王先培刘艳袁磊武汉大学系统集成与故障诊断实验室湖北武汉430079 武汉大学电子信息学院湖北武汉430079 襄樊学院电气信息工程系湖北襄樊441053

提出一种小波模极大值移位相关滤波算法,用来对吸收光谱进行去噪处理。首先,依据小波变换模极大值理论,识别吸收光谱的二进小波系数中的噪声成分和有用信号成分;然后将其中相邻尺度的有用成分在波数轴上移位对齐,修正模极大值在尺度间的... 详细信息

提出一种小波模极大值移位相关滤波算法,用来对吸收光谱进行去噪处理。首先,依据小波变换模极大值理论,识别吸收光谱的二进小波系数中的噪声成分和有用信号成分;然后将其中相邻尺度的有用成分在波数轴上移位对齐,修正模极大值在尺度间的"漂移"现象,并对其中噪声成分进行平滑;最后将预处理后的相邻尺度的小波子带相乘,根据得到的小波系数尺度间的相关度,进一步强化信号的重要特征,同时衰减噪声。相比SSNF及MPTH等去噪方法,新的算法不需要估计噪声强度,可避免引入误差和复杂计算;也不需要进行迭代计算,可消除算法收敛缓慢甚至不收敛的危险;同时,该算法修正了光谱谱峰在不同尺度的模极大值位置的"漂移",可弥补这一现象造成的谱信息的损失。实验结果证明,提出的滤波算法在保留SF6气体红外吸收光谱的有用成分的前提下,有效的滤除了噪声。

关键词：去噪小波模极大值李氏指数移位相关红外光谱吸收光谱

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测控系统可靠性基础 1