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雷达发射机健康状态评价及预测技术研究

雷达发射机健康状态评价及预测技术研究

作者：谭治学哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现代防空装备结构复杂度日益加深，其综合保障难度和保障要求的提升促进了故障预测与健康管理技术(Prognosis and Health Management，PHM)在防空系统上的应用。雷达系统是防空系统中可靠性最低、保障难度最大的一部分，而其中又以雷达... 详细信息

现代防空装备结构复杂度日益加深，其综合保障难度和保障要求的提升促进了故障预测与健康管理技术(Prognosis and Health Management，PHM)在防空系统上的应用。雷达系统是防空系统中可靠性最低、保障难度最大的一部分，而其中又以雷达发射机最具代表性，以雷达发射机作为研究对象对实现PHM核心技术模块在整个防空系统上推广有很好的借鉴作用。健康状态数据预处理、健康状态评价和健康参数预测是装备健康管理的重要组成部分，此三项技术的研究有助于为防空装备的健康管理体系构建奠定良好的理论与技术基础。健康状态参数预处理需满足异构参数的信息提取、过滤要求。提取雷达发射机的健康状态参数，结合开放式视情维修系统框架标准完成了异构参数种类划分，针对参数种类给出了预处理手段概述并针对脉冲调制波形探讨了基于特征提取的波形参数预处理方法。实现了雷达发射机异构参数的预处理总体规划和一项重要参数——脉冲调制波形的预处理分析。健康状态评价需克服参数归一化和评价模型建立问题。结合评价指标体系构建了评价层次结构，实现了基于劣化程度的异构参数归一化，简化了模糊层次分析方法的矩阵一致性检验过程，通过参数劣化影响分析引入权重浮动因子改造了模糊一致评判矩阵。结合算例验证了改造后的模糊层次分析法对雷达发射机健康状态的评价准确程度。雷达发射机的健康参数预测需要完成电子元器件失效特征分析和故障征兆参数预测工作。以绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)为例，结合NASA加速退化实验数据确定了以集电极-发射极关断电压尖峰峰值作为失效预测依据，构建和训练了小波神经网络实现了其短期预测，给出了其短期失效的概率计算方法并由此实现了一类长寿命电子元器件的失效预测。PHM演示软件需具备良好的数据组织形式和功能模块松散耦合的系统框架结构。结合实地考察详细分析了该演示系统的项目需求，提出了基于物料清单(Bill OfMaterial，BOM)的数据组织形式，讨论了系统的数据流动过程和各模块功能，确定了系统的(Browser/Server，B/S)体系结构并编写了防空PHM系统演示软件。

关键词：雷达发射机参数预处理健康状态评价健康状态预测 PHM系统

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雷达发射机健康状态评价技术研究

现代雷达 2014年第6期36卷 69-74页

作者：钟诗胜谭治学哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

在分析固态雷达发射机的组成结构和工作过程的基础上,定义了描述雷达发射机健康状态的参数集。结合健康管理数据划分国际标准,给出异构参数基于劣化程度的标准化方案。建立了雷达发射机的健康评价层次结构模型,优化了层次分析法的权重... 详细信息

在分析固态雷达发射机的组成结构和工作过程的基础上,定义了描述雷达发射机健康状态的参数集。结合健康管理数据划分国际标准,给出异构参数基于劣化程度的标准化方案。建立了雷达发射机的健康评价层次结构模型,优化了层次分析法的权重关系判别矩阵构建过程,提出了改进的雷达发射机健康状态评价模糊层次分析法,利用雷达故障实际案例验证了改进方法的健康状态评价能力。

关键词：雷达发射机数据标准化改进模糊层次分析法浮动权重

基于曲轴扭振信息识别的柴油机失火气缸判别方法

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内燃机工程 2020年第2期41卷 70-76页

作者：谭治学刘翀梁健星杨新达解同鹏梁博强潍柴动力股份有限公司发动机研究院潍坊261041

为解决柴油发动机在高转速、低负荷工况下难以准确判断出发生失火故障的气缸的问题,提出了通过检测曲轴转速信号中的扭振信号起始点来判定失火气缸的故障诊断方法。该方法首先通过分析单缸失火时的转速信号以确定曲轴扭振的自由频率,然... 详细信息

为解决柴油发动机在高转速、低负荷工况下难以准确判断出发生失火故障的气缸的问题,提出了通过检测曲轴转速信号中的扭振信号起始点来判定失火气缸的故障诊断方法。该方法首先通过分析单缸失火时的转速信号以确定曲轴扭振的自由频率,然后基于该频率构造正弦检测信号,将该检测信号与各缸做功转角范围内的转速信号做内积运算,并得到的内积值作为失火气缸的指示特征。在6缸柴油机上的失火试验证明该方法能够在高转速低负荷情况下准确识别发动机的单缸失火和两缸失火,弥补了传统失火诊断方法工况覆盖率低的不足。

关键词：柴油机失火诊断转速信号曲轴扭振

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民航发动机性能诊断方法

哈尔滨工业大学学报 2019年第1期51卷 22-28页

作者：谭治学钟诗胜林琳哈尔滨工业大学机电学院哈尔滨150001

为利用民航发动机工作状态参数对其部件衰退情况进行在线诊断,提出一种发动机稳态建模和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman flter,UKF)相结合的部件性能衰退诊断方法.用多元非线性函数分别表达各个部件的通用特性曲线,采用机器学习方法... 详细信息

为利用民航发动机工作状态参数对其部件衰退情况进行在线诊断,提出一种发动机稳态建模和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman flter,UKF)相结合的部件性能衰退诊断方法.用多元非线性函数分别表达各个部件的通用特性曲线,采用机器学习方法对实测发动机工作状态参数进行学习以确定各函数系数,进而获得发动机稳态工作模型;在对各部件的性能衰退特点及影响性分析的基础上,定义出具有代表性的部件性能衰退因子;对无迹卡尔曼滤波器进行改造,采用所获得的发动机稳态工作模型和工况参数替换传统的滤波观测方程,并以新提出的滑动窗口采样策略克服低可观测性问题;对发动机实测运行数据进行滤波,得出各部件的性能衰退因子变化趋势.经发动机实际运营监控数据验证,该方法能够在航段数据返回数据中心后快速诊断出发动机各部件性能状态,诊断结果与发动机部件损伤目视检查信息吻合良好.该方法能够有效克服发动机性能诊断过程中的非线性强、观测性低、数据噪声显著的问题,具有较高的实用价值.

关键词：航空发动机性能诊断发动机稳态建模发动机部件无迹卡尔曼滤波

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《流浪地球》系列的电影剧本创作

当代电影 2024年第2期 39-43页

作者：杨治学《流浪地球》系列电影编辑部

距离《流浪地球》《流浪地球2》的电影剧本创作分别有八年多和三年多的时间。整个创作过程非常漫长,细节众多,很难在一篇文章中事无巨细地讲清楚,只能以我个人的视角切入,回顾两部《流浪地球》的电影剧本创作过程。尽管我已经查阅了手... 详细信息

距离《流浪地球》《流浪地球2》的电影剧本创作分别有八年多和三年多的时间。整个创作过程非常漫长,细节众多,很难在一篇文章中事无巨细地讲清楚,只能以我个人的视角切入,回顾两部《流浪地球》的电影剧本创作过程。尽管我已经查阅了手头存留的文字记录,但一些细节已经难以考证。出于严谨性考虑,我尽量在叙述上区分“有据可查”的部分和“全凭回忆”的部分。

关键词：文字记录一篇文章流浪严谨性地球细节

二氧化碳捕集及封存技术探索研究——以陕煤集团榆林化学公司为例

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 316-323页

作者：肖江宋世杰刘兰兰白治学陕西煤业化工集团榆林化学有限责任公司陕西榆林719000

践行减排降碳措施,落实“双碳”目标是煤化工企业走向高端化、多元化、低碳型发展的重要转型契机。陕煤集团榆林化学有限责任公司谋划400万t/a二氧化碳捕集、运输及封存(CCS)示范项目及开展40万t/a先导试验项目助力国家碳达峰、碳中和... 详细信息

践行减排降碳措施,落实“双碳”目标是煤化工企业走向高端化、多元化、低碳型发展的重要转型契机。陕煤集团榆林化学有限责任公司谋划400万t/a二氧化碳捕集、运输及封存(CCS)示范项目及开展40万t/a先导试验项目助力国家碳达峰、碳中和。在借鉴神华10万t CCS示范项目经验基础上,依据已建180万t/a乙二醇项目中产生的CO_(2),设计了高纯(98.94%)和低纯(77.78%)2种超临界CO_(2)封存流程;结合对鄂尔多斯盆地东部三叠系、二叠系咸水层的认识,找寻了3套物性较好且CO_(2)封存潜力巨大的地质咸水层(刘家沟组、石千峰组、石盒子组);在深入CO_(2)储存层盖层及存储容量评估分析,认为CO_(2)在超过1000 m的咸水层封存环境最佳;通过设计4口注入封存井并结合数值模拟方法对40万t/a CO_(2)的封存运行机制进行研究分析得出理论可行;设计采用PNX测井、井下光纤传感及地表InSAR等监测方法搭建起CO_(2)从井筒到储层再到储层扩散一体化的监测监控管理平台;从CCS当前经济技术成本、产业政策发展以及机遇挑战现状展望出煤化工开展CCS非常具有潜力。

关键词：减碳降碳二氧化碳捕集、运输及封存咸水层 “双碳”目标

基于关键特征识别凋亡相关蛋白和细胞周期蛋白

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基于关键特征识别凋亡相关蛋白和细胞周期蛋白

作者：徐治学内蒙古科技大学包头师范学院

学位级别：硕士

1943年薛定谔在英国三一学院所做的“生命是什么——生物细胞的物理学观”正式开启了理论生物物理学这个领域。理论生物物理学的任务就是用理论物理的概念和方法研究生命现象,找出其中的物理成分并揭示生命现象的物理本质。理论生物物... 详细信息

1943年薛定谔在英国三一学院所做的“生命是什么——生物细胞的物理学观”正式开启了理论生物物理学这个领域。理论生物物理学的任务就是用理论物理的概念和方法研究生命现象,找出其中的物理成分并揭示生命现象的物理本质。理论生物物理的研究可以分为宏观和微观两个方面,本研究主要考虑应用统计学方法、模式识别等从微观角度识别与解析凋亡相关蛋白和细胞周期蛋白。蛋白质的多样性和复杂结构是承载机体生物学功能的基础,特别是在细胞的生命过程中,凋亡相关蛋白及其调控作用对维持生物体健康状态至关重要。通过平衡细胞的增殖与死亡,凋亡蛋白发挥其作用,而对其调控机制的理解,为疾病治疗开辟了新途径。同样,细胞周期蛋白的识别对于理解细胞功能和病理状态也极为重要。对凋亡相关蛋白的识别研究,首先构建了一个包含正向和负向调节凋亡蛋白的基准数据集,并采用了组成、转变和分布(CTD)、二肽与期望均值的偏差(DDE)、伪K间隔氨基酸对组分(Pse CKSAAP)和PSSM-composition进行特征提取。通过特征融合及方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)和特征增量选择(Incremental Feature Selection,IFS)策略,筛选出了970个特征的最优子集,使用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法,在训练集和测试集上分别达到了88.9%和78.1%的准确率。关键特征分析揭示了正向与负向调节凋亡蛋白在序列和物理化学特征上的显著差异,而GO和KEGG富集分析验证了数据集的可靠性。对于细胞周期蛋白的识别研究,研究目标是找到重要的特征,从而为实验提供参考。选择了序列和物理化学性质特征的组合,并通过两次降维获得了14个关键特征,此时预测成功率为92.8%。基于SVM的模型构建和分析表明,甘氨酸(G)和带电性C1是识别细胞周期蛋白的关键特征,并且仅使用二维特征能达到81.3%的准确率,表明细胞周期蛋白与非细胞周期蛋白在序列及物理化学特征上的差异。本研究为理解细胞周期蛋白的功能及其在细胞生命过程中的作用提供了新见解。

关键词：凋亡相关蛋白细胞周期蛋白物理化学性质关键特征机器学习

CuNb2O6光电极的制备及其光电催化性能的研究

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CuNb2O6光电极的制备及其光电催化性能的研究

作者：李治学齐鲁工业大学

学位级别：硕士

在太阳能制氢领域,光电催化水解制氢是以太阳能为主要能源,利用水作为原料的一种先进技术。该技术具有零排放和无污染等显著特点,被视为是一种缓解环境问题和能源危机的有效途径。光电催化水解制氢的原理在于当入射光的能量大于半导体... 详细信息

在太阳能制氢领域,光电催化水解制氢是以太阳能为主要能源,利用水作为原料的一种先进技术。该技术具有零排放和无污染等显著特点,被视为是一种缓解环境问题和能源危机的有效途径。光电催化水解制氢的原理在于当入射光的能量大于半导体的能带时,光能被吸收,价带电子跃迁到导带,产生光生电子和空穴。电子和空穴迁移到材料表面,与水发生氧化还原反应,产生氧气和氢气。CuNbO作为一种新型的三元金属氧化物p型半导体材料,由于其合理的带隙值、高理论电流密度以及在水中表现出的长期稳定性而引起广泛关注。CuNbO由部分填充d轨道（d）的Cu和具有空（d）d轨道的Nb组成。其光学带隙值在1.45-2.7 e V的范围内,较窄的带隙值使得比其他铌基光催化材料的吸光区域更好。通过理论能带计算可知其导带最小值电位比H/H电位更负,位于-1.73 V ***/Ag Cl,从热力学角度能够进行析氢反应。然而,关于CuNbO当前依然存在结晶相不纯、载流子传输能力弱、光电催化效率低等问题。因此,本论文的主要内容始于CuNbO的制备,通过优化退火温度和构建异质结等改性手段,改善了薄膜中光生载流子的传输,从而提高了光催化活性。以下是主要的研究内容:（1）通过优化溶液制备、衬底沉积温度、气体压力以及液体流量等制备条件,在FTO玻璃衬底上采用两步喷雾热解法成功制备了薄膜。对薄膜进行了物相和扫描电镜分析,结果表明所制备的薄膜在先喷涂铌的前驱体溶液中获得了纯相。最后,通过优化薄膜的厚度,解决了在20层时出现的裂缝问题,在此条件下,薄膜展现出最佳的光电化学性能。在0.4 V ***的电位下,其光电流密度达到了0.23 m A/cm。（2）通过采用两步喷雾热解法成功制备了p型CuNbO,并建立了退火温度梯度,系统评估了其在光电化学（PEC）分解水中的可行性。对薄膜在不同退火温度下的物理和光学物理特性进行了详细表征和分析,涵盖了带边位置、带隙能量、载流子寿命以及入射单色光-电子转化效率（IPCE）等方面。在经过550℃退火处理后,制备的灰色CuNbO薄膜展现出最优异的光电化学性能。CuNbO薄膜的光学带隙约为1.41 e V,表明能够吸收可见光,实现太阳光驱动的水分解。在AM1.5模拟太阳光下,CuNbO薄膜的光电流密度达到0.25 m A/cm,在水溶液（p H=6.8）中以及0.4 V ***的偏压下,其IPCE值可达3%。尽管p-CuNbO薄膜具有良好的光学带隙和光电流密度,但是由于铜的还原反应,在水溶液中和光照条件下仍然表现出不稳定性。（3）采用了喷雾热解法制备了CuO/CuNbO异质结薄膜。通过紫外-可见吸收光谱、Mott-Schottky、时间分辨光致发光光谱、表面光电压、斩波线性扫描伏安曲线以及电化学阻抗图谱等测试手段对其进行了表征。CuO/CuNbO异质结薄膜相比于纯相CuNbO薄膜,在0.4 V ***的光电流密度达到0.75 m A/cm,表现出优越的光电性能,为该电位下的最大值。通过绘制能带图,清楚的揭示了在CuO上沉积CuNbO薄膜的载流子传输机制。在此异质结中,CuO充当异质结的空穴传输层,CuNbO参与水的析氢反应。这样的p-p型异质结减少了电子-空穴的复合,提高了电荷载流子的分离和传输。

关键词： CuNb2O6 光电催化喷雾热解光电阴极水分解

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基于反应动力学方程的尿素结晶风险预测模型

内燃机与动力装置 2021年第1期38卷 7-14页

作者：王建东谭治学李云刚王佳兴杨新达内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261061 潍柴动力股份有限公司发动机研究院山东潍坊261061

根据尿素的结晶过程和生成机理,搭建基于反应动力学方程的结晶风险预测模型。分析影响结晶的关键因素,测试模型计算过程中的关键参数,提出以软硬结晶加权来表征尿素结晶风险程度。通过某重型柴油机尿素结晶过程的稳态工况试验和整车道... 详细信息

根据尿素的结晶过程和生成机理,搭建基于反应动力学方程的结晶风险预测模型。分析影响结晶的关键因素,测试模型计算过程中的关键参数,提出以软硬结晶加权来表征尿素结晶风险程度。通过某重型柴油机尿素结晶过程的稳态工况试验和整车道路试验验证结晶风险预测模型。结果表明,结晶风险预测模型的预测一致性较好,能够及时预测结晶风险,为结晶清理时机提供最佳的判断指导。

关键词：选择性催化还原结晶风险预测模型