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水声目标非线性特征提取研究

水声目标非线性特征提取研究

作者：谢东日厦门大学

学位级别：硕士

在复杂多变的海洋环境中,对水下目标进行特征提取变得越来越困难。传统的特征提取方法相对单一,不能很好地应用于水下目标,特别是舰船辐射噪声的特征提取。本学位论文主要针对舰船辐射噪声的非线性特征提取展开研究。首先,论文提出一种... 详细信息

在复杂多变的海洋环境中,对水下目标进行特征提取变得越来越困难。传统的特征提取方法相对单一,不能很好地应用于水下目标,特别是舰船辐射噪声的特征提取。本学位论文主要针对舰船辐射噪声的非线性特征提取展开研究。首先,论文提出一种基于变分模态分解和加权排列熵的舰船辐射噪声特征提取算法。所提算法根据本征模态函数中心频率的方差来计算变分模态分解的模态个数,克服了模态个数无法准确确定的缺陷并利用加权排列熵充分考虑了相同顺序的相邻向量幅值可能不同,解决了排列熵不能有效区分突变区域和停滞区域的问题。此外,舰船辐射噪声经过特征提取得到的高维特征往往存在数据冗余,算法引入局部切空间排列的非线性流形学习算法实现了降维。仿真实验结果表明,所提算法充分结合变分模态分解、加权排列熵以及局部切空间排列的优点,能更好实现舰船辐射噪声的分类。在此基础上,针对单尺度熵分析往往不能充分反映时间序列的复杂度,论文提出一种加权复合多尺度排列熵来度量舰船辐射噪声的复杂度。加权复合多尺度排列熵不但解决了多尺度排列熵、加权多尺度排列熵在粗粒化过程中存在的信息损失问题,而且可以有效地检测信号突变,更好地实现了对舰船辐射噪声的多尺度分析。最后,考虑到熵作为一种混沌特征虽然能准确地反映时间序列的动态变化,但在某些情况下仍不能全面地度量序列的复杂性,论文研究了舰船辐射噪声的最大Lyapunov指数、关联维数、Hurst指数以及盒维等混沌和分形维数的特征。实验结果表明,四种特征参量能很好地区分三类舰船辐射噪声样本,抗噪性能要优于加权排列熵。此外,将Lyapunov指数和Hurst指数组成联合特征向量输入到基于粒子群优化多分类支持向量机,实现了 100%的识别率。

关键词：变分模态分解加权排列熵加权复合多尺度排列熵流行学习混沌

聚丙烯/BN复合介质高频击穿性能提升与电荷输运仿真研究

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高电压技术 2020年第2期46卷 648-656页

作者：谢东日刘晔黄印闵道敏李盛涛西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网浙江省电力有限公司杭州310007

机械式高压直流断路器LC振荡支路的换流电容在开断过程中发挥重要作用,其承受数千赫兹的高频电压会对电容器聚丙烯绝缘介质造成损伤。为提升其高频击穿场强,分别制备掺杂质量分数为1%、2%和6%的聚丙烯/氮化硼复合介质,测试极化、热刺激... 详细信息

机械式高压直流断路器LC振荡支路的换流电容在开断过程中发挥重要作用,其承受数千赫兹的高频电压会对电容器聚丙烯绝缘介质造成损伤。为提升其高频击穿场强,分别制备掺杂质量分数为1%、2%和6%的聚丙烯/氮化硼复合介质,测试极化、热刺激去极化电发流、表面电位衰减和高频(500、2000 Hz)击穿特性。实验结果表明:复合介质的高频击穿场强相较于纯聚丙烯均增加,在质量分数为1%时达到最大,这对应于在质量分数为1%时较深的陷阱能级。基于双极性电荷输运方程和空间电荷调制击穿模型,仿真分析了高频电压作用时的空间电荷和电场动态演变过程,包括随电压频率、陷阱能级和加压时间的空间电荷注入和电场畸变率动态变化。仿真结果表明,高频下的电荷注入集中于电极–介质边界处距离介质表层数微米的区域;在较高频率时的电极–介质边界处的注入电荷密度和电场畸变更明显;具有较深陷阱的复合介质的电极–介质边界处的电场畸变得到改善;交变电场下在90°和270°相位时的净累积电荷最多,此时的电场畸变率最大。

关键词：聚丙烯电力电容器高频击穿复合介质空间电荷陷阱

基于双重熵值修正指标赋权的电网接收用户资产综合价值评估方法

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现代电力 2022年第6期39卷 694-701页

作者：彭涛魏伟崔崔谢东日国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) 湖北省武汉市430000 国网湖北综合能源服务有限公司湖北省武汉市430000

在输配电价改革环境下,准确评估电网接收用户资产的综合价值对电网企业的经营与发展尤为重要。文中提出了一种基于双重熵值修正指标赋权的电网接收用户资产综合价值评估方法。首先明确了信息熵和相对熵理论;为了提高专家评分结果的合理... 详细信息

在输配电价改革环境下,准确评估电网接收用户资产的综合价值对电网企业的经营与发展尤为重要。文中提出了一种基于双重熵值修正指标赋权的电网接收用户资产综合价值评估方法。首先明确了信息熵和相对熵理论;为了提高专家评分结果的合理性,基于相对熵修正了评价指标重要性的专家评分结果;基于广义熵值修正G1赋权法,减少了指标赋权的主观随意性,兼顾指标经验的重要性;构建了电网接收用户资产综合价值的评估模型;最终以某省3类不同的典型用户为例,运用文中的方法对综合价值进行评估,评估结果显示更合理。

关键词：综合价值评估方法电网接收用户资产相对熵广义熵指标赋权

纳米复合电介质击穿与耐电晕性的纳米掺杂效应

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中国电机工程学报 2018年第19期38卷 5909-5918页

作者：谢东日闵道敏黄印康文斌任双赞李盛涛电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 中国电力科学研究院有限公司湖北省武汉市430074 国网陕西省电力公司电力科学研究院陕西省西安市710100

纳米掺杂对聚合物绝缘介质的电气性能影响较大。以杜邦公司的纯聚酰亚胺100HN和纳米型聚酰亚胺100CR为研究对象,开展电导、表面电位衰减、直流击穿与耐电晕实验。实验结果表明,相较于100HN,100CR的直流击穿场强下降6.4%,而其耐电晕时间... 详细信息

纳米掺杂对聚合物绝缘介质的电气性能影响较大。以杜邦公司的纯聚酰亚胺100HN和纳米型聚酰亚胺100CR为研究对象,开展电导、表面电位衰减、直流击穿与耐电晕实验。实验结果表明,相较于100HN,100CR的直流击穿场强下降6.4%,而其耐电晕时间提升400%,表明纳米粒子在两种特性中发挥不同的作用机制。表面电位衰减特性提取的陷阱参数表明100CR的深陷阱能级和密度均减小;高场电导结果表明100CR的电导率和载流子迁移率均增加。扫描电子显微镜观察电晕后的试样表面形貌发现100HN的表面形貌为“沟槽型通道”,而100CR的表面形貌是“不同侵蚀度的分层环形”,且侵蚀面积增大。研究结果表明：纳米粒子通过改变陷阱特性影响电导特性,最终影响直流击穿的发展过程;对于耐电晕特性,提出了基于表面碰撞散射与电荷消散协同作用的纳米复合电介质的耐电晕模型,解释了分层环形形貌特征与耐电晕性能增加的原因。

关键词：击穿耐电晕空间电荷陷阱碰撞散射电荷消散

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介质击穿与界面区陷阱特性的关联

高电压技术 2018年第2期44卷 432-439页

作者：谢东日闵道敏刘文凤李盛涛康文斌闵超西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 中国电力科学研究院有限公司武汉分院武汉430074 西安西电电气研究院有限责任公司技术研究中心西安710077

为了研究介质击穿与陷阱特性的关联,分别制备掺杂1%质量分数的聚丙烯/氮化铝和聚丙烯/氧化铝纳米复合电介质,测试了试样的热刺激电流、介电频谱、电阻率和直流击穿特性。实验结果表明：纳米复合电介质的深陷阱密度、体积电阻率和直流击... 详细信息

为了研究介质击穿与陷阱特性的关联,分别制备掺杂1%质量分数的聚丙烯/氮化铝和聚丙烯/氧化铝纳米复合电介质,测试了试样的热刺激电流、介电频谱、电阻率和直流击穿特性。实验结果表明：纳米复合电介质的深陷阱密度、体积电阻率和直流击穿强度均高于纯聚丙烯试样。分析发现纳米复合电介质的电阻率和击穿场强与深陷阱密度呈正相关性,深陷阱密度增加,其电阻率和击穿场强增加。基于电荷输运模型和交互区势垒模型,解释了直流击穿机理：介质体内深陷阱密度的增多来源于纳米掺杂形成的界面区;深陷阱密度的增加增强了捕获效应,限制了载流子迁移,导致载流子平均自由程、载流子迁移率和能量减小,使得电导率降低;高场强时,捕获效应增强抑制了介质体内载流子倍增过程,导致碰撞电离不易发生,直流击穿场强增加。

关键词：聚丙烯电力电容器纳米复合空间电荷陷阱击穿

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环氧树脂高温分子链松弛与玻璃化转变特性

物理学报 2016年第7期65卷 296-300,I0004,I0005页

作者：林生军黄印谢东日闵道敏王威望杨柳青李盛涛平高集团有限公司国家电网高压开关设备绝缘材料实验室平顶山467001 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

环氧树脂是电力设备中广泛应用的一种绝缘材料,其介电性能受到分子链运动特性的影响.本文制备了直径为50 mm、厚度为1 mm的环氧树脂试样,采用差示扫描量热仪和宽频介电谱仪测试了环氧树脂的玻璃化转变温度和介电特性.实验结果表明,环氧... 详细信息

环氧树脂是电力设备中广泛应用的一种绝缘材料,其介电性能受到分子链运动特性的影响.本文制备了直径为50 mm、厚度为1 mm的环氧树脂试样,采用差示扫描量热仪和宽频介电谱仪测试了环氧树脂的玻璃化转变温度和介电特性.实验结果表明,环氧树脂的玻璃化转变温度为105°C,在玻璃化转变温度以上,高频段出现了由分子链段运动造成的松弛过程,低频段出现了由载流子在材料中迁移造成的直流电导过程.发现环氧树脂不同尺寸分子链段的松弛时间不同,其松弛时间分布较宽,计算得到了分子链段在不同温度下的松弛时间分布特性.分子链松弛峰频率和直流电导随温度的变化关系服从Vogel-Tammann-Fulcher公式.拟合实验结果得到分子链松弛峰频率和直流电导的Vogel温度和强度系数.由Vogel温度计算得到了与差示扫描量热测试结果一致的玻璃化转变温度,约为102°C.结果表明玻璃化转变温度以上环氧树脂的自由体积增大,分子链段有足够的空间来响应外电场从而产生分子链松弛极化,载流子有足够的能量在材料中迁移形成电导.

关键词：环氧树脂介电谱玻璃化转变松弛特性

掺杂含量对环氧纳米复合电介质陷阱与空间电荷的影响

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物理学报 2017年第9期66卷 292-299页

作者：袁端磊闵道敏黄印谢东日王海燕杨芳朱志豪费翔李盛涛平高集团有限公司平顶山467001 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

环氧纳米复合电介质具有抑制空间电荷积聚、高电阻率、高击穿强度等优异性能,对直流电力设备的发展具有重要的作用.但纳米粒子含量对纳米复合电介质陷阱、电导率和空间电荷的影响机理尚不清楚.本文在纳米复合电介质交互区结构模型的基... 详细信息

环氧纳米复合电介质具有抑制空间电荷积聚、高电阻率、高击穿强度等优异性能,对直流电力设备的发展具有重要的作用.但纳米粒子含量对纳米复合电介质陷阱、电导率和空间电荷的影响机理尚不清楚.本文在纳米复合电介质交互区结构模型的基础上提出了计算交互区浅陷阱和深陷阱密度的方法,得到了浅陷阱和深陷阱密度随纳米粒子含量的变化关系.随着纳米粒子含量的增加,浅陷阱密度逐渐增大,深陷阱先增加然后由于交互区重叠的影响而逐渐减少.研究了纳米粒子含量对浅陷阱控制载流子迁移率的影响,发现随着纳米粒子的增多,浅陷阱大幅增多,浅陷阱之间的平均间距迅速减小,导致载流子更容易在浅陷阱间跳跃迁移,浅陷阱控制载流子迁移率增大.建立了纳米复合电介质的电荷输运模型,采用电荷输运模型计算研究了环氧/二氧化钛纳米复合电介质的空间电荷分布、电场分布和电导率特性.发现在纳米粒子添加量较小时,交互区的深陷阱对电导的影响起主导作用;纳米粒子添加量进一步增加,浅陷阱对电导的影响将起到主要作用.

关键词：环氧纳米复合电介质交互区陷阱空间电荷

面向四维航迹运行的L波段数字航空通信系统仿真研究

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民航学报 2023年第4期7卷 122-128页

作者：刘晖李华谢东日黎明中电科航空电子有限公司中电科航空电子技术发展研究中心

为应对快速增长的航空运输通信需求所带来的挑战,基于国际标准规范实现支持四维航迹(4DT)的未来空中导航系统(FANS 3/C)应用,提升空地信息实时共享能力及效率,通过空地航迹协商优化飞机的航迹,使未来空中交通更加绿色高效,是实现下一代... 详细信息

为应对快速增长的航空运输通信需求所带来的挑战,基于国际标准规范实现支持四维航迹(4DT)的未来空中导航系统(FANS 3/C)应用,提升空地信息实时共享能力及效率,通过空地航迹协商优化飞机的航迹,使未来空中交通更加绿色高效,是实现下一代空管系统功能的重要技术手段。本文首先分析了FANS3/C应用,同时介绍了L波段数字航空通信系统(LDACS)的优势,最后深度剖析了基于互联网协议簇的航空电信网(ATN/IPS)的工作机制。充分结合FANS 3/C应用、ATN/IPS以及LDACS,提出了面向4DT运行的数据链通信系统架构方案。基于C++的仿真结果验证了所提方案的可行性,为该技术在民航领域的应用提供了理论依据。

关键词：四维航迹数据链管制员-飞行员数据链通信系统合约式自动相关监视 L波段数字航空通信系统基于互联网协议簇的航空电信网

电子束辐照对环氧微米复合介质表面陷阱特性和表面电导的影响

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绝缘材料 2016年第12期49卷 55-61页

作者：林生军黄印闵道敏李枕谢东日李盛涛张翀邢照亮平高集团有限公司国家电网高压开关设备绝缘材料实验室河南平顶山467001 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 国网智能电网研究院北京102209

在真空环境下采用电子束辐照对环氧微米复合介质试样进行表面处理,测试辐照前后试样的表面电位衰减和表面电导等特性。结果表明:辐照前后的试样均存在深、浅两个表面陷阱中心。随着辐照能量的增大,表面浅陷阱密度逐渐减小,其能级未发生... 详细信息

在真空环境下采用电子束辐照对环氧微米复合介质试样进行表面处理,测试辐照前后试样的表面电位衰减和表面电导等特性。结果表明:辐照前后的试样均存在深、浅两个表面陷阱中心。随着辐照能量的增大,表面浅陷阱密度逐渐减小,其能级未发生明显变化,表面深陷阱的密度和能级均逐渐增大;电子束辐照在介质中沉积的能量与表面陷阱特性的变化有关,当电子束沉积的能量大于电介质禁带宽度的3倍左右,就会造成电介质电离,导致电介质表面深陷阱能级和密度增加,阻碍载流子在试样表面的迁移,降低了试样的表面电导率。采用电子束辐照调控绝缘介质的表面陷阱特性和表面电导,提高沿面闪络电压,能够为电力设备的可靠运行提供保障。

关键词：电子束辐照环氧微米复合介质表面陷阱表面电导