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一种基于CNN-BiGRU孪生网络的轴承故障诊断方法

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振动与冲击 2023年第6期42卷 166-171,211页

作者：赵志宏吴冬冬窦广鉴杨绍普石家庄铁道大学信息科学与技术学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

针对轴承故障样本稀缺,传统深度神经网络模型在小样本情况下容易出现过拟合现象,泛化性能不好的问题,提出一种基于CNN-BiGRU孪生网络的轴承故障诊断方法。孪生网络采用两个结构相同、权值共享的卷积神经网络和双向门控循环单元组成,构... 详细信息

针对轴承故障样本稀缺,传统深度神经网络模型在小样本情况下容易出现过拟合现象,泛化性能不好的问题,提出一种基于CNN-BiGRU孪生网络的轴承故障诊断方法。孪生网络采用两个结构相同、权值共享的卷积神经网络和双向门控循环单元组成,构造相同类别和不同类别的轴承样本对输入孪生网络,通过计算轴承样本对之间的L1距离进行相似性度量,实现轴承故障诊断。与传统深度神经网络相比,孪生网络采用样本对训练的方法,在相同样本数量情况下,增加对网络模型的有效训练次数,从而提高轴承故障诊断性能。设计卷积神经网络和双向门控循环单元共同组成孪生网络结构,可以从振动信号中同时提取空间特征与时序特征,提高特征提取的准确性。利用实测轴承故障信号进行故障诊断试验,并与其他深度神经网络模型进行对比,试验结果表明,CNN-BiGRU孪生网络方法在少量训练样本情况下,取得了较优的故障诊断性能,有一定的工程应用价值。

关键词：孪生网络小样本故障诊断特征提取

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基于MTF-CNN的轴承故障诊断研究

振动与冲击 2023年第2期42卷 126-131页

作者：赵志宏李春秀窦广鉴杨绍普石家庄铁道大学信息科学与技术学院石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043

轴承故障诊断对保证机械设备的安全十分重要。近年来,数据驱动的故障诊断方法得到了研究者的关注。与传统的依赖于专家经验的故障特征提取方法不同,深度学习方法可以实现端到端自动故障特征提取与分类。针对一维信号作为卷积神经网络(co... 详细信息

轴承故障诊断对保证机械设备的安全十分重要。近年来,数据驱动的故障诊断方法得到了研究者的关注。与传统的依赖于专家经验的故障特征提取方法不同,深度学习方法可以实现端到端自动故障特征提取与分类。针对一维信号作为卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)输入时无法充分利用数据间的相关信息的问题,提出一种基于MTF-CNN的轴承故障诊断方法。利用马尔可夫变迁场(Markov transition field,MTF)对采集到的振动信号进行编码,根据数据之间的转移概率得到不同时间间隔内的数据相关性并生成相应特征图,之后将其输入卷积神经网络完成特征的提取并进行故障分类。采用凯斯西储大学轴承数据对模型进行验证,试验结果表明该模型达到99.8%以上的故障诊断准确率,与其他图像编码方式相比获得了较好的泛化性能。

关键词：故障诊断深度学习马尔可夫变迁场(MTF) 卷积神经网络(CNN)

基于多尺度残差网络的域适应轴承故障识别方法

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机电工程 2023年第12期40卷 1898-1906页

作者：赵志宏孙美玲窦广鉴石家庄铁道大学信息科学与技术学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043

不同工况下的故障轴承原始振动信号存在分布差异较大的问题,在进行故障诊断时也会存在特征提取不充分,从而导致故障诊断模型诊断精度较低的问题,为此,提出了一种基于多尺度残差网络的对数相关对齐(logCORAL-MsRN)的域适应轴承故障识别方... 详细信息

不同工况下的故障轴承原始振动信号存在分布差异较大的问题,在进行故障诊断时也会存在特征提取不充分,从而导致故障诊断模型诊断精度较低的问题,为此,提出了一种基于多尺度残差网络的对数相关对齐(logCORAL-MsRN)的域适应轴承故障识别方法(模型)。首先,对轴承原始振动信号进行了预处理,将其转换为二维灰度图像;然后,使用多尺度残差块和空洞卷积对残差神经网络ResNet50的网络结构进行了改进,设计了一种多尺度残差网络(MsRN),以充分提取轴承的故障特征,避免深层网络结构的梯度消失问题;提出了一种对数相关对齐(logCORAL)域适应方法,更好地进行了域间分布对齐;最后,采用交叉熵损失和logCORAL损失作为目标优化函数,对上述模型(方法)进行了训练,在美国凯斯西储大学(CWRU)公开数据集上进行了变工况下的对比实验和消融实验。研究结果表明:logCORAL-MsRN方法在变工况条件下的轴承故障诊断的平均准确率高达96.53%,并且优于其他对比方法,即特征提取网络MsRN可以提取出不同尺度的、更加丰富的轴承故障信息,域适应方法logCORAL可以有效地对齐源域和目标域之间的特征分布,验证了该方法的有效性及优越性。

关键词：多尺度残差网络对数相关对齐域适应深度学习迁移学习变工况对比实验消融实验

可再生能源驱动放电等离子体助推双碳目标策略与路线

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中国电机工程学报 2024年第18期44卷 7453-7478,I0027页

作者：邵涛张帅章程高远孙昊窦立广席登科等离子体科学和能源转化北京市国际科技合作基地(中国科学院电工研究所) 北京市海淀区100190 中国科学院大学北京市石景山区100049

实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的... 详细信息

实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的发展,助力国家重大需求、实现碳中和目标,该文分别围绕可再生能源驱动等离子体产生、等离子体CO_(2)转化利用、等离子体固氮和合成氨、等离子体氨/大分子裂解燃烧、等离子体催化材料和催化耦合等方面,规划建议高压放电等离子体技术助推“双碳”战略目标的策略与路线,以期为实现C、H和N绿色循环提供有效的解决方案。

关键词：碳达峰、碳中和低温等离子体 CO_(2)利用合成氨可再生能源

受限回程链路下无人机辅助MEC的空地能耗折中

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 142-148页

作者：李安窦邵婷南昌大学信息工程学院江西南昌330031

针对无人机(UAV)辅助的移动边缘计算(MEC)网络中无人机的能耗和地面用户的能耗的矛盾关系,研究了受限回程链路下的UAV辅助的MEC网络的空地能耗折中问题,同时考虑到无人机的能耗与地面用户的能耗通常相差几个数量级,引入放大因子兼顾地... 详细信息

针对无人机(UAV)辅助的移动边缘计算(MEC)网络中无人机的能耗和地面用户的能耗的矛盾关系,研究了受限回程链路下的UAV辅助的MEC网络的空地能耗折中问题,同时考虑到无人机的能耗与地面用户的能耗通常相差几个数量级,引入放大因子兼顾地面用户能耗.通过联合优化计算任务分配、GUs发射功率、GUs卸载时间和无人机轨迹,以最小化加权总能耗,可以表示空地能耗之间的权衡关系.由于所提出问题的非凸性使其难以优化,提出了一种基于块坐标下降法和连续凸近似技术的两阶段交替迭代优化算法得到该问题的次优解.仿真实验结果验证了所提出的方案在兼顾公平性条件下刻画了无人机能耗和用户能耗之间的折中关系,并在降低总能耗方面优于其他基准方案.

关键词：无人机辅助的移动边缘计算受限回程链路空地能耗折中计算资源分配轨迹优化

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智慧城市视域下建筑工程管理信息化应用策略

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第6期 0091-0094页

作者：窦广星惠州市中海宏洋地产有限公司广东惠州516000

在智慧城市背景下,建筑工程管理信息化应用战略着重于全生命周期管理、可持续发展理念与智能化决策支持,通过制定智慧城市建设规划和整合基础设施,集中管理数据,并建立实时协作平台,进而推动移动管理模式和云端监控,实现项目管理的高效... 详细信息

在智慧城市背景下,建筑工程管理信息化应用战略着重于全生命周期管理、可持续发展理念与智能化决策支持,通过制定智慧城市建设规划和整合基础设施,集中管理数据,并建立实时协作平台,进而推动移动管理模式和云端监控,实现项目管理的高效与创新,未来图景展望了人工智能、传感器网络和数字孪生技术在建筑工程管理中的应用,预示着管理流程将更加智能化、高效化和精细化。

关键词：智慧城市建筑工程管理信息化应用

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单切口经脐三角腹腔镜技术在泌尿外科的应用

中华泌尿外科杂志 2024年第3期45卷 238-240页

作者：余雨豪赵致广李根范雪行路志国祝广峰窦小亮陈晓鹏赵波汪涌西安医学院研究生处西安710021 空军军医大学第二附属医院泌尿外科西安710038 宝鸡市高新医院泌尿外科宝鸡721013

随着对外科手术切口美容效果的不断追求,超微创化已成为外科手术的发展方向之一。微创手术已取代开放手术,成为疾病治疗的金标准。单切口经脐三角腹腔镜技术(SITUS)相较于传统腹腔镜和其他无瘢痕手术,具有创伤小、恢复快、美容效果好等... 详细信息

随着对外科手术切口美容效果的不断追求,超微创化已成为外科手术的发展方向之一。微创手术已取代开放手术,成为疾病治疗的金标准。单切口经脐三角腹腔镜技术(SITUS)相较于传统腹腔镜和其他无瘢痕手术,具有创伤小、恢复快、美容效果好等优点,同时学习曲线短,符合常规器械操作习惯,可用于全腹腔手术。我国学者在国外SITUS技术的基础上进行了改进,改良了操作技术,扩大了腹腔内手术的适应证,并改良了切口关闭技术,取得了更好的美容效果。目前,SITUS技术在泌尿外科的应用快速发展,国内外文献报道中均取得较理想的疗效。本文就SITUS技术在泌尿外科中的应用效果和发展趋势作一综述。

关键词：外科手术,微创性单切口经脐三角腹腔镜腹腔镜泌尿外科应用进展

基于光频域反射技术的腐蚀前后螺栓预紧力损失识别

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激光与光电子学进展 2024年

作者：王大鹏窦崴苏州科技大学土木工程学院

针对螺栓连接钢构件在腐蚀状态下螺栓预紧力损失难以识别监测并定位的问题，基于光频域反射技术（OFDR）进行光纤标定试验、钢构件螺栓连接腐蚀试验和基于ANSYS软件的数值模拟，研究了螺栓连接件盖板表面的应变分布情况。试验与数值模... 详细信息

针对螺栓连接钢构件在腐蚀状态下螺栓预紧力损失难以识别监测并定位的问题，基于光频域反射技术（OFDR）进行光纤标定试验、钢构件螺栓连接腐蚀试验和基于ANSYS软件的数值模拟，研究了螺栓连接件盖板表面的应变分布情况。试验与数值模拟结果表明：当螺栓预紧力为100kN时，可准确识别螺栓10%以上预紧力的损失并定位。采用纵向粘贴方式，排除光纤粘贴的顶端效应的误差影响，分布式光纤在腐蚀前后试验结果与模拟结果对比分析所得应变损失率分别为10.6%、16.7%和28.1%，且试验结果与模拟结果所得应变分布规律吻合，证明了OFDR技术能够很好的应用于螺栓连接试件在腐蚀工况下的螺栓预紧力损失识别与定位。

关键词：光频域反射技术分布式螺栓连接螺栓腐蚀损伤识别数值模拟

组合型缺陷管道凹陷形成过程的应力应变响应研究

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中国安全生产科学技术 2024年第7期20卷 72-77页

作者：窦广超张颖赵鹏程潘传禹王佳音常州大学安全科学与工程学院江苏常州213164 江苏国信股份有限公司江苏南京210018 青岛青港通达能源有限公司山东青岛266555

为研究组合型缺陷管道的凹陷形成过程,设计完成全尺寸管道外载试验,结合有限元模拟仿真,对组合型缺陷的凹陷形成过程的应力应变响应规律进行深入分析。研究结果表明:靠近缺陷中心处的测点应变变化速率快且幅度大;等效塑性应变最大值位... 详细信息

为研究组合型缺陷管道的凹陷形成过程,设计完成全尺寸管道外载试验,结合有限元模拟仿真,对组合型缺陷的凹陷形成过程的应力应变响应规律进行深入分析。研究结果表明:靠近缺陷中心处的测点应变变化速率快且幅度大;等效塑性应变最大值位于缺陷区域的轴向边缘处;不同凹陷深度下,管道残余应力状态不同,管壁弯曲发生变化;随着凹陷深度的增加,最大等效应力的位置逐渐偏离缺陷中心区域。研究结果可为组合缺陷管道安全评价提供参考。

关键词：组合型缺陷管道应力应变有限元模型全尺寸试验