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Complementary Feature Enhancement and Consistency Learning for Intelligent Fault Diagnosis

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第35届中国过程控制会议

作者： Kaixiong Xu yi chai Ke Zhang Shuo Li School of Automation Chongqing University

Unsupervised domain adaptation(UDA) techniques have been extensively explored and successfully applied in the field of fault diagnosis under variable working conditions. However, most UDA-based fault diagnosis methods focus on reducing the distribution differences between source and target working conditions, neglecting the extraction of informative and discriminative features from signals, thereby limiting the further improvement of diagnostic accuracy. To address this, this paper proposes a new framework for fault diagnosis under variable working conditions, which called Complementary Feature Enhancement and Consistency Learning(CFECL). This method consists of two parts: complementary feature learning and fault category consistency learning. The former employs two branches for feature extraction, using a complementary feature enhancement module to fuse the features from both branches, thereby capturing informative fault features. The latter, based on domain adversarial learning, integrates dual diagnostors for mutual prediction learning. On one hand, it alleviates the distribution differences between the source and target domains, resulting in domain-invariant feature representations. On the other hand, through the mutual cooperation of the two diagnostors, the robustness of the features is improved. Finally, the effectiveness of the proposed method is validated in multiple diagnostic tasks.

关键词： Fault Diagnosis Unsupervised Domain Adaptation(UDA) Deep Learning Information Fusion

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重磁测量在海岛礁及其邻域中的应用与展望

地震学报 2024年第1期46卷 1-24页

作者：徐行柴祎中国地质调查局广州海洋地质调查局广州511458

重磁测量在海岛礁及其邻域的应用与研究中不可或缺。由于海岛礁及邻域重磁场空间分布的梯度和幅度变化较大,又受地理环境与技术的限制,获取该区域高分辨率、高精度的重磁测量信息较为困难,导致测量成果质量不高且产品单一,亟需科技创新... 详细信息

重磁测量在海岛礁及其邻域的应用与研究中不可或缺。由于海岛礁及邻域重磁场空间分布的梯度和幅度变化较大,又受地理环境与技术的限制,获取该区域高分辨率、高精度的重磁测量信息较为困难,导致测量成果质量不高且产品单一,亟需科技创新来扭转此局面。本文系统分析了海岛礁及其邻域地理环境、重磁特征和相关测量技术方法的发展现状,针对存在的问题,深入探讨了该领域的新技术、新方法及应用研究,并对未来发展方向作出展望:(1)加强重磁测量技术方法的研究,构建高水平的立体观测系统;(2)深化多源数据融合处理技术方法研究,丰富测量成果的输出方式;(3)充分利用海岛礁作为定点的中长期观测平台的天然优势,开展地球物理场的融合研究,拓展其应用与研究领域。

关键词：海岛礁重磁测量立体探测系统数据融合隐蔽测量技术

Disturbance Rejection Control of Fixed-Wing UAV Pitch Angle Based on Deep Reinforcement Learning and PID

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Disturbance Rejection Control of Fixed-Wing UAV Pitch Angle ...

基于自适应滑模观测器的中点钳位型三电平并网逆变器开关管和电流传感器故障诊断

第35届中国过程控制会议

作者： Fei Xie Xiaolong Chen yi chai Wenyi Lin Ke Zhang College of Automation Chongqing University

Fixed-wing unmanned aerial vehicles(UAVs), known for their high flight speed, long endurance, and maneuverability, have widespread applications in both defense and civilian sectors. To ensure excellent attitude control and disturbance rejection capabilities, the mathematical model of the UAV is decoupled into lateral and longitudinal components. The longitudinal channel mathematical model is obtained to design the pitch angle control. This paper proposes a hybrid intelligent control method, where the PID controller serves as the primary controller, providing stable baseline control. The Proximal Policy Optimization(PPO) algorithm from reinforcement learning is introduced as an auxiliary controller, continually learning, and adjusting to enable the UAV to better cope with complex dynamic environments and external disturbances. This hybrid intelligent control method aims to leverage the robustness of PID control and the adaptability of reinforcement learning to enhance the attitude control performance of fixed-wing UAVs. Simulation results show that the proposed hybrid intelligent control method outperforms the PID controller in both longitudinal attitude control and disturbance rejection capabilities.

关键词： Fixed-wing UAV Reinforcement Learning PID Aircraft Control and Simulation

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电工技术学报 2024年第13期39卷 4066-4078页

作者：许水清许晓凡何怡刚柴毅合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 武汉大学电气与自动化学院武汉430072 输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044

为提高中点钳位型三电平(3L-NPC)并网逆变器故障诊断的准确性和可靠性,针对其开关管开路故障和电流传感器故障,提出一种基于自适应滑模观测器的开关管开路故障和电流传感器故障同时诊断方法。该方法首先针对3L-NPC并网逆变器,设计一种... 详细信息

为提高中点钳位型三电平(3L-NPC)并网逆变器故障诊断的准确性和可靠性,针对其开关管开路故障和电流传感器故障,提出一种基于自适应滑模观测器的开关管开路故障和电流传感器故障同时诊断方法。该方法首先针对3L-NPC并网逆变器,设计一种收敛速度快且能显著抑制抖振的自适应滑模观测器来精确估计正常状态下的三相电流值;其次,利用实际电流和估计电流设计了故障检测变量;同时,利用实际三相电流之和以及估计三相电流之和来区分开关管故障和电流传感器故障;在此基础上,构造开关管故障定位变量和电流传感器故障识别变量,实现开关管开路故障的准确定位以及电流传感器故障类型的快速识别。实验结果验证了该文所提诊断算法的有效性和鲁棒性。

关键词：中点钳位型三电平(3L-NPC)并网逆变器开关管开路故障电流传感器故障自适应滑模观测器

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西汉列侯墓葬封土及有关设施

文博 2024年第2期 57-64,101页

作者：刘尊志柴怡山东大学考古学院山东济南250100 西安市文物保护考古研究院陕西西安710061

西汉时期,具有相对较高等级的列侯墓葬获得较多地发展,封土的普遍使用即是内容之一。封土的形状与尺寸、筑建与配套设施、功能与作用及和封土有关的陪葬墓与陪葬坑等,从多个方面体现出西汉列侯墓葬的内容内涵及发展演进,较好反映出与墓... 详细信息

西汉时期,具有相对较高等级的列侯墓葬获得较多地发展,封土的普遍使用即是内容之一。封土的形状与尺寸、筑建与配套设施、功能与作用及和封土有关的陪葬墓与陪葬坑等,从多个方面体现出西汉列侯墓葬的内容内涵及发展演进,较好反映出与墓葬及墓主等级相对应的墓葬封护与措施、制度和要求、设施修建与功用等有关的内容,对认识汉代列侯墓葬的发展可提供相应的参考和借鉴。

关键词：西汉列侯墓葬封土设施

不确定性环境下维纳模型的随机变分贝叶斯学习

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自动化学报 2024年第6期50卷 1185-1198页

作者：刘切李俊豪王浩曾建学柴毅重庆大学自动化学院重庆400044

多重不确定性环境下的非线性系统辨识是一个开放问题.贝叶斯学习在描述、处理不确定性方面具有显著优势,已在线性系统辨识方面得到广泛应用,但在非线性系统辨识的应用较少,且面临概率估计复杂、计算量大等难题.针对上述问题,以典型维纳(... 详细信息

多重不确定性环境下的非线性系统辨识是一个开放问题.贝叶斯学习在描述、处理不确定性方面具有显著优势,已在线性系统辨识方面得到广泛应用,但在非线性系统辨识的应用较少,且面临概率估计复杂、计算量大等难题.针对上述问题,以典型维纳(Wiener)非线性过程为对象,提出基于随机变分贝叶斯的非线性系统辨识方法.首先对过程噪声、测量噪声以及参数不确定性进行概率描述;然后利用随机变分贝叶斯方法对模型参数进行后验估计.在估计过程中,利用随机优化思想,仅利用部分中间变量概率信息估计模型参数分布的自然梯度期望,与利用所有中间变量概率信息估计模型参数比较,显著降低了计算复杂性.该方法是首次在系统辨识领域中的应用.最后,利用一个仿真实例和一个维纳模型的Benchmark问题,证明了该方法在对大规模数据下非线性系统辨识的有效性.

关键词：非线性系统辨识随机优化变分贝叶斯维纳模型

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车联网边缘场景下基于免疫算法的计算卸载优化

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吉林大学学报（工学版） 2024年第1期54卷 221-231页

作者：朱思峰蔡江昊柴争义孙恩林天津城建大学计算机与信息工程学院天津300384 天津工业大学计算机科学与技术学院天津300387

为了解决如何在降低车载终端计算时延的同时保证服务器的低能耗和负载均衡问题,本文首先构建了基于车对车通信的系统模型、时延模型、负载均衡模型、能耗模型和目标优化模型;然后提出了一种基于多目标免疫优化算法的计算卸载方案;最后... 详细信息

为了解决如何在降低车载终端计算时延的同时保证服务器的低能耗和负载均衡问题,本文首先构建了基于车对车通信的系统模型、时延模型、负载均衡模型、能耗模型和目标优化模型;然后提出了一种基于多目标免疫优化算法的计算卸载方案;最后将本文方案与多种卸载方案进行了对比实验。实验结果表明,本文方案能够有效降低用户的平均卸载时延,优化服务器之间的工作负载并有效降低能耗,且性能较各卸载方案有所提升。

关键词：车联网边缘计算计算卸载车对车通信免疫算法

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微塑料在水处理工艺中的分离去除及研究进展

环境科学 2024年第10期45卷 6112-6128页

作者：柴怡然徐慧捷高柯玄杨禹侯立安北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室中国人民解放军96911部队

以微塑料（MPs）的污染现状为出发点，综合分析了微塑料在我国主要水体中的分布，评价了水厂各处理单元和组合工艺对不同形态MPs的去除效率和机制，阐述了MPs颜色、尺寸、形状和材料与去除效果的关系.结果发现，水环境中的MPs丰度具有... 详细信息

以微塑料（MPs）的污染现状为出发点，综合分析了微塑料在我国主要水体中的分布，评价了水厂各处理单元和组合工艺对不同形态MPs的去除效率和机制，阐述了MPs颜色、尺寸、形状和材料与去除效果的关系.结果发现，水环境中的MPs丰度具有地域差异性，与人类活动密切相关.在我国水环境和水厂中纤维状和透明（白）色的微塑料占比最大，聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）是水环境中微塑料的主要成分.水厂的不同处理工艺对微塑料的去除差异显著，污水处理厂预处理和一级处理对MPs的去除率贡献最大，二级处理中二沉池的去除效果远好于生物处理过程，以膜为核心的三级处理对MPs的终端控制效果显著，而曝气及水动力学作用有可能增加微塑料的丰度.饮用水厂混凝-沉淀工艺对MPs的去除率贡献最大，其次是过滤和消毒工艺，预处理与后处理也会对MPs的去除有一定贡献.

关键词：微塑料(MPs) 水处理分布污水处理厂(WWTPs) 饮用水厂(DWTPs)

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基于水质荧光指纹技术的复合污染河道溯源研究

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光谱学与光谱分析 2024年第6期44卷 1773-1780页

作者：熊秋燃沈鉴胡远柴一荻顾意琴冷晓婷程澄吴静清华大学环境学院环境污染溯源与精细监管技术研究中心北京100084 清华苏州环境创新研究院先进监管技术仪器研发团队江苏苏州215163 苏州国溯科技有限公司江苏苏州215011

复合污染水体的污染源组成解析是当前水污染溯源领域难题,基于三维荧光光谱的水质荧光指纹技术是解决该难题的关键方法。采用水质荧光指纹技术对苏南地区Y河开展溯源分析。通过平行因子分解与水质荧光指纹比对有效识别Y河中印染废水荧... 详细信息

复合污染水体的污染源组成解析是当前水污染溯源领域难题,基于三维荧光光谱的水质荧光指纹技术是解决该难题的关键方法。采用水质荧光指纹技术对苏南地区Y河开展溯源分析。通过平行因子分解与水质荧光指纹比对有效识别Y河中印染废水荧光信号来自上游河道异地输入。利用氨氮浓度划分重污染区域,依托水质荧光指纹对Y河流域内109个排口开展筛查,通过污染路径溯源法精准定位35家主要责任单位。落实整改要求后,Y河水质由劣Ⅴ类迅速提升至Ⅲ类,并持续稳定达标。Y河河道治理工程取消,降本增效效果显著。针对复合污染河道提出了以水质荧光指纹技术为抓手的精准溯源与微创治理新模式,对实现精准治污、科学治污、依法治污具有重要指导意义。

关键词：三维荧光光谱水质荧光指纹复合污染溯源污染路径溯源法精准治污