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基于深度学习方法的航空发动机寿命预测模型

振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 330-336,412页

作者：郭晓静贠玉晶徐晓慧中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

为提高航空发动机剩余寿命(remaining useful life,简称RUL)预测能力,构建了一种注意力机制与长短期记忆网络(long short-term memory,简称LSTM)融合的深度学习模型。首先,分析多元高维的运行参数与RUL之间的协方差相关性,实现数据降维... 详细信息

为提高航空发动机剩余寿命(remaining useful life,简称RUL)预测能力,构建了一种注意力机制与长短期记忆网络(long short-term memory,简称LSTM)融合的深度学习模型。首先,分析多元高维的运行参数与RUL之间的协方差相关性,实现数据降维,优化模型权重;其次,利用运行参数的时序退化特性提高模型的回归预测效果。在NASA发动机数据集上实验的均方根误差(root mean square error,简称RMSE)范围为[4.83,13.66],与卷积神经网络(convolutionneuralnetworks,简称CNN)、LSTM和双向长短期记忆网络(bi-directionallongshort-term memory,简称Bi-LSTM)方法相比,极大地提高了预测的准确度,实现了超前预测。合并样本的方法提高了模型的泛化性,对不同类型的发动机RUL预测具有指导意义。

关键词：航空发动机剩余寿命预测协方差分析注意力机制长短期记忆网络

220 kV退役复合绝缘子芯棒整体回收再利用可行性研究

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电工技术学报 2024年第11期39卷 3433-3443页

作者：刘贺晨胡如法刘云鹏李乐刘杰河北省绿色高效电工新材料与设备重点实验室(华北电力大学) 保定071003 新能源电力系统全国重点实验室(华北电力大学) 北京102206 国网河北省电力有限公司电力科学研究院石家庄050021

复合绝缘子在输电线路中得到了大规模应用,但早期投运的复合绝缘子开始批量退役,且数量逐年增加,因此,需要有效的回收利用方法来处理退役的复合绝缘子。该文以220 kV退役复合绝缘子芯棒的高压段、中间段和低压段作为研究对象,对比了退... 详细信息

复合绝缘子在输电线路中得到了大规模应用,但早期投运的复合绝缘子开始批量退役,且数量逐年增加,因此,需要有效的回收利用方法来处理退役的复合绝缘子。该文以220 kV退役复合绝缘子芯棒的高压段、中间段和低压段作为研究对象,对比了退役芯棒与新芯棒的物理、热学、电气及力学性能和微观形貌差异,并基于性能评估结果进行推广,探索了退役芯棒的再利用价值和快速性能评估手段。结果表明,退役芯棒的环氧树脂基体含量下降程度保持在1.31%以内,饱和吸湿率小于0.008%;击穿强度基本保持在20 kV/mm以上,水煮6天泄漏电流值保持在50μA以内,具有良好的电气强度和绝缘性能;拉伸、弯曲和剪切强度分别保持在640 MPa、1500MPa和130 MPa以上,力学性能保持较高水平;内部纤维及树脂基体界面粘结性较好,材料孔隙率保持在1%以内,无明显大孔隙出现。总体而言,退役芯棒的整体性能良好,具有较高的回收再利用价值。研究结论对实现退役芯棒的高效回收再利用具有重要的参考价值。

关键词：退役复合绝缘子芯棒整体回收再利用性能评估再利用价值

基于半监督小样本学习的北京市臭氧空间分布模式分类研究

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 725-735页

作者：孙津河海大学地球科学与工程学院南京211100 河海大学江苏省水资源环境遥感监测评估工程研究中心南京211100

研究城市臭氧空间分布模式有助于分析污染成因,也能够为污染防治提供科学依据。但过去多基于站点数据分析浓度平均分布的概括性特征,对全域浓度分布平面的描述有限,也很少进行分类研究,无法更全面地看待污染分布的多种模式及其时间变化... 详细信息

研究城市臭氧空间分布模式有助于分析污染成因,也能够为污染防治提供科学依据。但过去多基于站点数据分析浓度平均分布的概括性特征,对全域浓度分布平面的描述有限,也很少进行分类研究,无法更全面地看待污染分布的多种模式及其时间变化。本研究利用由卫星数据建模估计的臭氧日最大8 h滑动均值分布数据,针对臭氧空间分布模式标签化的难度提出一种面向小样本的半监督学习方法,以北京市为例进行分类实验。实验发现:(1) 2020年数据经预处理后以40个训练样本对249个测试样本进行分类,总体分类精度达81.12%,kappa系数达0.741 6,说明在小样本条件下半监督方法取得了较好的分类效果;(2)分类得到的8种模式中,“(东)南高(西)北低或东高西低”的模式1、“(西)北高(东)南低”的模式2以及“中心低”的模式6为主要模式,分别在暖季(3—10月)、冷季(11—次年2月)和冷暖季过渡期占据主导,这一时间规律反映出区域传输和光化学反应的季节性影响;(3)将2020年的训练样本迁移至2019年进行分类,在取得较高精度的同时也对上述规律进行了验证。以上结果表明,本研究提出的空间分布模式分类方法能够为全面确定高污染的防治区域以及分类研究不同污染事件的成因提供支持。

关键词：臭氧空间格局半监督分类图像分类小样本学习样本迁移季节性北京

考虑消费者心理成本的“以旧换再”和再制造品租赁策略

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计算机集成制造系统 2024年第2期30卷 730-743页

作者：谢冰秋李帮义陈信同南京航空航天大学经济与管理学院江苏南京211106

考虑“以旧换再”和租赁的再制造品实现方式,构建了单个垄断制造商回收再制造的两阶段博弈模型。引入消费者购买再制造品的心理成本和功能质量认可度,研究了二者对产品需求和制造商利润、生产决策的影响,得出制造商4种生产决策的边界条... 详细信息

考虑“以旧换再”和租赁的再制造品实现方式,构建了单个垄断制造商回收再制造的两阶段博弈模型。引入消费者购买再制造品的心理成本和功能质量认可度,研究了二者对产品需求和制造商利润、生产决策的影响,得出制造商4种生产决策的边界条件。进一步探究存在固定成本时,政府“以旧换再”补贴对制造商生产决策的影响和不同生产决策下的环境效益。研究表明,利润与功能质量认可度正相关,与心理成本负相关;心理成本低于阈值时,“以旧换再”才有利可图;制造商可以通过租赁拓展再制造品的市场份额并获取更高的收益;心理成本高时,制造商采取再制造品租赁策略可以实现经济与环境效益最优;心理成本低时,政府需加大补贴激励制造商进行“以旧换再”,以达到经济与环境效益双赢。

关键词：以旧换再再制造品租赁生产决策政府补贴环境影响

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考虑时延的异质协作车队事件触发控制研究

东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 540-547页

作者：唐传茵夏冀沣章明理吴龙杰东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对目前研究较少考虑车辆混行造成的异质问题与时延问题,本文提出了一种具有时延的异质协作式自动驾驶车队事件触发控制方法 .首先,建立了考虑混行的异质车辆时延模型;其次,基于PID(proportional-integral-derivative)控制与模型预测控... 详细信息

针对目前研究较少考虑车辆混行造成的异质问题与时延问题,本文提出了一种具有时延的异质协作式自动驾驶车队事件触发控制方法 .首先,建立了考虑混行的异质车辆时延模型;其次,基于PID(proportional-integral-derivative)控制与模型预测控制(MPC),设计了不同模式下的事件触发控制器;然后,在城市和紧急情况下,对所提出的控制器进行了仿真分析;最后,基于Jetson Nano模型车进行了实车实验.仿真与实验结果表明,所提出的事件触发控制方法能够在不同情况下更好地权衡控制精度与计算速度间的矛盾.在带有通信时延的紧急情况下,仍能够保持较低的误差.

关键词：自动驾驶异质协作事件触发时延车队

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基于模糊增益滑模四旋翼无人机自适应容错控制

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 209-216页

作者：任朝晖刘玉麟姜泽宇陈翔宇东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对四旋翼无人机执行器故障下的轨迹跟踪问题,提出一种基于模糊增益滑模的自适应容错控制方法.首先,针对直接控制通道利用自适应机构在线估计执行器故障并加以补偿,采用基于模糊增益的滑模控制器设计可调控制器以满足鲁棒性要求.针对... 详细信息

针对四旋翼无人机执行器故障下的轨迹跟踪问题,提出一种基于模糊增益滑模的自适应容错控制方法.首先,针对直接控制通道利用自适应机构在线估计执行器故障并加以补偿,采用基于模糊增益的滑模控制器设计可调控制器以满足鲁棒性要求.针对间接驱动通道设计基于模糊增益的滑模控制器,从而实现无人机全通道的容错控制设计,该方法具有良好的容错能力的同时,能很好地抑制系统颤振,获得平滑的控制信号.最后,对四旋翼无人机在不同控制器下的轨迹追踪性能进行了对比仿真,结果表明,系统在故障以及扰动下具有良好的飞行性能.

关键词：四旋翼无人机执行器故障模糊控制自适应控制容错控制

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一种基于风险代码抽取的控制流保护方法

计算机学报 2024年第6期47卷 1372-1392页

作者：李勇钢钟叶青郑伊健林果园鲍宇中国矿业大学计算机学院信息安全系江苏徐州221116 香港中文大学(深圳)数据科学学院广东深圳518172

代码复用攻击是控制流安全面临的主要威胁之一.虽然地址分布随机化能够缓解该攻击,但它们很容易被代码探测技术绕过.相比之下,控制流完整性方法具有更好的保护效果.但是,现有的方法要么依赖于源码分析,要么采用无差别跟踪的方式追踪所... 详细信息

代码复用攻击是控制流安全面临的主要威胁之一.虽然地址分布随机化能够缓解该攻击,但它们很容易被代码探测技术绕过.相比之下,控制流完整性方法具有更好的保护效果.但是,现有的方法要么依赖于源码分析,要么采用无差别跟踪的方式追踪所有的控制流转移.前者无法摆脱对源码的依赖性,后者则会引入巨大的运行时开销.针对上述问题,本文提出一种新的控制流保护方法MCE(Micro Code Extraction).MCE的保护目标是源码不可用的闭源对象.与现有的方法相比,MCE并不会盲目地追踪所有的控制流转移活动.它实时地检测代码探测活动,并仅将被探测的代码作为保护目标.之后,MCE抽取具有潜在风险的代码片段,以进一步缩小目标对象的大小.最后,所有跳转到风险代码中的控制流都会被追踪和检测,以保护它的合法性.实验和分析表明,MCE对代码探测和代码复用攻击具有良好的保护效果,并在一般场景下仅对CPU引入2%的开销.

关键词：代码探测代码复用攻击控制流劫持代码抽取内存访问控制

基于点估计仿射可调鲁棒优化的含储能电力系统实时调度

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电网技术 2024年第1期48卷 207-218页

作者：瞿凯平苏伟行姜宇轩张永磊原熙博余涛中国矿业大学电气工程学院江苏省徐州市221116 江苏方天电力技术有限公司江苏省南京市211102 华南理工大学电力学院广东省广州市510640

为应对大规模风电的接入,建立一种机组与储能联合参与自动发电控制的电力系统实时调度模型,并提出一种点估计仿射可调鲁棒优化来处理风电不确定性。不同于传统仿射可调鲁棒调度优化基准运行成本,点估计仿射可调鲁棒调度优化期望运行成... 详细信息

为应对大规模风电的接入,建立一种机组与储能联合参与自动发电控制的电力系统实时调度模型,并提出一种点估计仿射可调鲁棒优化来处理风电不确定性。不同于传统仿射可调鲁棒调度优化基准运行成本,点估计仿射可调鲁棒调度优化期望运行成本以提高系统经济性。提出利用确定性的点估计法来实现对期望运行成本的快速、精确评估。所提模型为一混合整数双线性约束问题,采用一种“预估-矫正”的凸化方法来求解该难题,预估阶段对储能的状态变量进行松弛,而矫正阶段直接对其状态变量进行矫正。最后,引入一种凸函数差优化进一步凸化2个阶段的双线性约束问题,以提高含储能实时调度的求解质量。在IEEE39、118以及300节点3个系统的仿真验证了所提模型及方法的有效性。

关键词：风电不确定性实时电力调度仿射可调鲁棒优化点估计法凸函数差优化

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磷酸三钾活化合成分级多孔炭及其电化学性能

硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1631-1642页

作者：刘芳芳张富硕孙力牛继南中国矿业大学材料与物理学院江苏徐州221116

多孔炭的表面性质、孔径分布及比表面积是影响其电化学性能的主要因素。为了对多孔炭孔结构及电化学性能等进行调控,采用聚乙烯吡咯烷酮为碳源、纤维水镁石为模板、磷酸三钾为活化剂,通过一步炭化-活化法制备了分级多孔炭(HPC),并研究... 详细信息

多孔炭的表面性质、孔径分布及比表面积是影响其电化学性能的主要因素。为了对多孔炭孔结构及电化学性能等进行调控,采用聚乙烯吡咯烷酮为碳源、纤维水镁石为模板、磷酸三钾为活化剂,通过一步炭化-活化法制备了分级多孔炭(HPC),并研究了磷酸三钾添加量对多孔炭孔径分布、比表面积及电化学性能的影响。基于X射线衍射、氮气吸脱附、扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线能谱仪、横流充放电、循环伏安及交流阻抗等测试,结果表明:磷酸三钾活化后样品HPC/K_(3)在0.5 A/g电流密度下比电容可达281.94 F/g,远高于未活化HPC/K0的200.31 F/g;经过8000次充放电循环后容量保持率可达84.7%。研究表明磷酸三钾活化可以显著改善多孔炭的电化学性能,此外,以纤维水镁石为模板合成多孔炭,还可以为天然矿物纤维水镁石的高附加值应用提供新思路。

关键词：纤维水镁石磷酸三钾多孔炭电化学性能

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