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基于MRSDAE-SOM结合HGRU的滚动轴承RUL预测

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现代制造工程 2024年第3期 148-155,53页

作者：陈家芳刘钰凡吴朗广西中烟工业有限责任公司南宁530001

基于传统方法预测轴承剩余使用寿命(Residual Useful Life,RUL),步骤繁多,成本昂贵,且模型不具泛化性。现有的基于深度学习(Deep Learning,DL)的预测方法,由于数据量过大,经常导致模型出现过拟合现象,从而使模型精度不高。为了克服以上... 详细信息

基于传统方法预测轴承剩余使用寿命(Residual Useful Life,RUL),步骤繁多,成本昂贵,且模型不具泛化性。现有的基于深度学习(Deep Learning,DL)的预测方法,由于数据量过大,经常导致模型出现过拟合现象,从而使模型精度不高。为了克服以上缺点,提出一种基于MRSDAE-SOM结合HGRU的滚动轴承RUL预测方法。首先,使用无监督式网络流形正则化堆栈去噪自编码器(Manifold Regularization Stack Denoising Auto Encoder,MRSDAE)结合自组织映射(Self-Or-ganizing Mapping,SOM)构建轴承健康因子(Health Indicator,HI)。然后,通过分层门控循环单元(Hierarchical Gated Re-current Unit,HGRU)网络建立预测模型,HGRU网络通过加入多尺度层和密集层,使其具有捕获时序特征且集成不同时间尺度注意力信息的能力。最后,通过实验验证表明,相比于其他基于数据驱动的方法,所提方法构建健康因子使用无监督方式,高效快捷且便于应用;预测模型泛化能力好,并有效防止了过拟合现象,实现了更高的预测精度。

关键词：深度学习剩余使用寿命流形正则化堆栈去噪自编码器分层门控循环单元

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正X机身四旋翼太阳能无人机结构设计

太阳能学报 2024年第8期45卷 295-303页

作者：刘宇凡关鹏马骏范文艳徐博铭沈阳航空航天大学航空发动机学院沈阳110136

设计了一款正X机身的四旋翼复合材料太阳能无人机。基于流固耦合方法分别分析该型无人机各组件的气动特性、强度特性和失稳特性,并结合3D-DIC方法开展碳纤维杆件结构静力学试验。结果表明:搭载光伏组件可有效提升四旋翼无人机的稳定悬... 详细信息

设计了一款正X机身的四旋翼复合材料太阳能无人机。基于流固耦合方法分别分析该型无人机各组件的气动特性、强度特性和失稳特性,并结合3D-DIC方法开展碳纤维杆件结构静力学试验。结果表明:搭载光伏组件可有效提升四旋翼无人机的稳定悬停时间;在额定工况下,机身所受载荷不会随着飞行角度发生较大变化;在垂直飞行时,其载荷集中在中心区域;通过屈曲分析得到无人机的最大爬升速度为4 m/s,此时,泡沫板、主梁和太阳电池均满足强度要求;仿真结果与静力学试验结果的相对误差为15%,可满足工程设计的要求。

关键词：太阳能无人机碳纤维流固耦合结构强度非接触测量

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基于角频率暂态前馈的VSG控制策略

电工电能新技术 2024年第5期43卷 38-49页

作者：王素娥刘煜帆郝鹏飞陈景文陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710021

针对虚拟同步发电机(VSG)并网时,输出功率的稳态性能与动态性能之间存在耦合,无法同时满足抑制有功振荡和电网一次调频的需求,提出基于角频率暂态前馈的控制策略,通过补偿输出功率,减小Δω,进而减小振荡过程。该控制策略可以有效抑制... 详细信息

针对虚拟同步发电机(VSG)并网时,输出功率的稳态性能与动态性能之间存在耦合,无法同时满足抑制有功振荡和电网一次调频的需求,提出基于角频率暂态前馈的控制策略,通过补偿输出功率,减小Δω,进而减小振荡过程。该控制策略可以有效抑制有功振荡,并且实现了稳态性能与动态性能间的解耦,不会影响一次调频特性,同时提高了响应速度。首先建立VSG有功闭环小信号模型,分析了输出功率稳态性能与动态性能之间的矛盾,并根据同步发电机功角特性分析了有功振荡机理;在此基础上提出了基于角频率暂态前馈的控制策略,利用闭环零极点与Bode图分析了所提控制策略对系统的影响;最后通过仿真和RT-LAB半实物平台验证了所提控制策略的可行性与优越性。

关键词：虚拟同步发电机有功振荡功角特性角频率暂态前馈性能解耦

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三端口直流换流装置及其无源控制仿真研究

电源学报 2024年第2期22卷 106-112页

作者：刘誉繁李建国张雅静王久和北京信息科技大学自动化学院北京100192

所研究的三端口换流装置包括电源、储能和负荷3个端口,其中负荷可以直接从电源或储能端口获取电能。首先,建立了欧拉-拉格朗日形式的数学模型,设计了无源控制器,并展开了无源控制PBC(passivitybased control)的仿真研究。PBC策略在非线... 详细信息

所研究的三端口换流装置包括电源、储能和负荷3个端口,其中负荷可以直接从电源或储能端口获取电能。首先,建立了欧拉-拉格朗日形式的数学模型,设计了无源控制器,并展开了无源控制PBC(passivitybased control)的仿真研究。PBC策略在非线性系统中具有全局稳定性强、对系统参数偏差和外部干扰具有较强的鲁棒性等优点,以PBC理论为基础,论证了该三端口换流装置系统的无源性,通过无源控制和单移相控制的双主动全桥DAB(dual-active-bridge),实现了三端口之间的能量传递,最后给出Matlab/Simulink中的仿真结果,证明了该装置中负荷可以直接从储能端口获取电能并可以安全稳定可靠地运行。

关键词：无源控制双主动全桥三端口换流装置

耦合系数与腔衰减率对单原子腔场的二阶相关度及原子布居概率的影响

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哈尔滨师范大学自然科学学报 2024年第3期40卷 29-33页

作者：刘钰梵马春兰曲秀荣哈尔滨师范大学

采用单原子J-C模型研究单个二能级原子与单模量子光场的相互作用.主要研究强耦合与弱耦合情况下,二阶相关度及原子布居概率随标度时间的变化.同时,分别探讨了弱耦合下原子与腔场的耦合系数及强耦合下腔场衰减率对二阶相关度及原子布居... 详细信息

采用单原子J-C模型研究单个二能级原子与单模量子光场的相互作用.主要研究强耦合与弱耦合情况下,二阶相关度及原子布居概率随标度时间的变化.同时,分别探讨了弱耦合下原子与腔场的耦合系数及强耦合下腔场衰减率对二阶相关度及原子布居概率的影响.发现弱耦合下腔场与原子的耦合系数对光场反聚束效应有削弱作用,强耦合下腔场衰减率值对光场反聚束效应有增强作用.另外弱耦合下耦合系数与强耦合下腔衰减率对原子处于上能级概率均有抑制作用.

关键词：二能级原子布居概率二阶关联度

计及锁相环非线性特性的跟网型逆变器暂态稳定性分析

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电工电能新技术 2024年第7期43卷 12-22页

作者：王素娥李康郝鹏飞刘煜帆崔开源陈景文陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710021

锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节,由于其本身所固有的非线性特性,在弱电网情况下,传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行,提出了一种基于非线性数学模型的稳定性分析... 详细信息

锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节,由于其本身所固有的非线性特性,在弱电网情况下,传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行,提出了一种基于非线性数学模型的稳定性分析方法。首先,根据锁相环工作原理,建立其二阶非线性微分方程,通过相平面法对锁相环输出特性进行定性分析,评估不同参数对锁相环暂态特性的影响;然后,基于等面积法则分析锁相环暂态失稳机理,鉴于传统等面积法则可能导致稳定性的误判,采用非线性动力学多尺度法对锁相环受扰后的暂态时域表达式进行求解,明确锁相环暂态稳定边界;最后,通过Matlab仿真和RT⁃LAB半实物平台验证了所得解析解和锁相环暂态稳定域的准确性,为弱电网条件下锁相环控制参数及电路参数选取提供一定参考。

关键词：跟网型逆变器锁相环非线性弱电网暂态稳定性多尺度法

河南典型城市寺庙灰尘重金属健康风险及来源解析

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环境工程技术学报 2024年第4期14卷 1393-1402页

作者：朱铭王佩珺吴梦怡吴姗珍刘雨凡魏亚飞刘德新河南大学地理与环境学院黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室河南大学

以新乡市贾湾泰山庙为研究对象,测定并分析寺庙地表灰尘中8种重金属元素(Hg、As、Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)浓度,进行健康风险评估与重金属污染源解析。结果表明:寺庙地表灰尘中除As外的7种重金属元素存在空间变异情况,浓度超过豫境平原... 详细信息

以新乡市贾湾泰山庙为研究对象,测定并分析寺庙地表灰尘中8种重金属元素(Hg、As、Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb)浓度,进行健康风险评估与重金属污染源解析。结果表明:寺庙地表灰尘中除As外的7种重金属元素存在空间变异情况,浓度超过豫境平原南区土壤环境背景值。各采集点位Cu浓度土壤背景值超标率达91.03%,Ni平均浓度超标率达151.1%。地表灰尘重金属对儿童与成人的潜在致癌、非致癌风险均低于标准值,Cr和Pb为主要非致癌因子。地表灰尘中重金属对儿童健康风险高于成人,手—口摄入为主要的接触途径。重金属健康风险指数随距炉心梯度的增加先增后减,最高值普遍位于20 m梯度处。正定矩阵因子分析表明,地表灰尘中Hg和Pb主要来自建筑油漆污染,Cr、Cu、Ni、Zn主要来自寺庙燃香污染,Cd和As主要来自农业种植和畜牧活动。寺庙燃香污染源作为主要污染贡献源占比达40.96%,农业畜牧污染源占比达37.40%,寺庙建筑污染源占比达21.64%。

关键词：寺庙重金属污染健康风险源解析正定矩阵因子分析(PMF)

努比亚山羊(Capra nubiana)PROX1基因克隆及功能研究

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基因组学与应用生物学 2024年第7期43卷 1214-1224页

作者：刘雨帆邹菊红何海恩张叁保黄艳娜蒋钦杨广西大学动物科学技术学院南宁530004

为了克隆努比亚山羊(Capra nubiana)同源异形盒转录因子1(prospero-related homeobox protein 1,PROX1)基因和检测过表达PROX1基因对努比亚山羊骨骼肌成肌细胞分化和肌纤维类型转化相关基因mRNA表达的影响,为研究PROX1基因在骨骼肌发育... 详细信息

为了克隆努比亚山羊(Capra nubiana)同源异形盒转录因子1(prospero-related homeobox protein 1,PROX1)基因和检测过表达PROX1基因对努比亚山羊骨骼肌成肌细胞分化和肌纤维类型转化相关基因mRNA表达的影响,为研究PROX1基因在骨骼肌发育中的调控作用提供参考,本研究以努比亚山羊背最长肌组织cDNA为模板克隆PROX1基因,构建pEGFP-N1-PROX1真核表达载体,转染至努比亚山羊骨骼肌成肌细胞,24 h后更换分化培养基,收集分化6 d的细胞,通过RT-qPCR检测过表达PROX1基因后细胞分化标志基因、NOTCH信号通路相关基因以及骨骼肌肌纤维类型相关基因的表达情况。研究结果表明努比亚山羊PROX1基因编码区(coding sequence,CDS)序列长度为2214 bp,编码含737个氨基酸的多肽。RT-qPCR结果表明PROX1基因可以通过抑制NOTCH信号通路,上调细胞分化标志基因表达水平进而促进成肌细胞的分化(P<0.05),并介导CaN/NFAT信号通路,显著下调MYH2和MYH4基因的mRNA表达水平(P<0.05)。本研究初步确定努比亚山羊PROX1基因参与调控骨骼肌成肌细胞的分化和肌纤维类型的转化,研究结果为进一步丰富肌肉生长发育的分子机制提供理论数据。

关键词：努比亚山羊(Capra nubiana) PROX1基因克隆细胞分化肌纤维类型

Unsupervised Multi-Expert Learning Model for Underwater Image Enhancement

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IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica 2024年第3期11卷 708-722页

作者： Hongmin liu Qi Zhang yufan Hu Hui Zeng Bin Fan the School of Intelligence Science and Technology and the Institute of Artificial Intelligence University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China the School of Automation and Electrical Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China IEEE

Underwater image enhancement aims to restore a clean appearance and thus improves the quality of underwater degraded *** methods feed the whole image directly into the model for ***,they ignored that the R,G and B channels of underwater degraded images present varied degrees of degradation,due to the selective absorption for the *** address this issue,we propose an unsupervised multi-expert learning model by considering the enhancement of each color ***,an unsupervised architecture based on generative adversarial network is employed to alleviate the need for paired underwater *** on this,we design a generator,including a multi-expert encoder,a feature fusion module and a feature fusion-guided decoder,to generate the clear underwater ***,a multi-expert discriminator is proposed to verify the authenticity of the R,G and B channels,*** addition,content perceptual loss and edge loss are introduced into the loss function to further improve the content and details of the enhanced *** experiments on public datasets demonstrate that our method achieves more pleasing results in vision *** metrics(PSNR,SSIM,UIQM and UCIQE) evaluated on our enhanced images have been improved obviously.

关键词： Multi-expert learning underwater image enhancement unsupervised learning