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基于元学习与多头注意力的刀具磨损值预测

计算机集成制造系统 2024年第10期30卷 3588-3599页

作者：卢志强朱海平吴军华中科技大学机械科学与工程学院华中科技大学船舶与海洋工程学院

为了采用基于神经网络方法预测刀具磨损值时在多工况条件下进行有效迁移，提出一种结合模型无关元学习(MAML)与多头注意力(MHA)模型的方法，预测多工况下刀具的磨损值。首先通过多传感器收集刀具切削过程中的多维信息，从中提取时域频... 详细信息

为了采用基于神经网络方法预测刀具磨损值时在多工况条件下进行有效迁移，提出一种结合模型无关元学习(MAML)与多头注意力(MHA)模型的方法，预测多工况下刀具的磨损值。首先通过多传感器收集刀具切削过程中的多维信息，从中提取时域频域和时频域的特征信息，以构建时频特征矩阵；其次将MHA模型作为基模型，利用历史工况信息构建的时频特征样本，通过MAML方法训练该模型，获得最优的MHA模型初始化参数；然后最优的初始化MHA模型通过少量的初始磨损样本迭代训练几次来适应新工况，从而预测新工况的刀具磨损值；最后通过相关实验验证，该方法在多工况下的刀具磨损值预测中能够有效进行模型迁移。

关键词：刀具磨损元学习注意力机制多传感器

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双并列转子永磁同步电机转矩脉动产生机理及抑制

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电工技术学报 2024年第20期39卷 6357-6370页

作者：陈阳陶大军王立坤戈宝军李守鹏大型电机电气与传热技术国家地方联合工程研究中心(哈尔滨理工大学)

双并列转子永磁同步电机由于部分定子铁心和绕组的缺失，存在较大的转矩脉动，限制了其在并行对驱类机械装备中的应用。该文对双并列转子永磁电机转矩脉动产生机理进行分析，并提出了相应的抑制方法。对比了N-N型、N-S型两种转子结构，... 详细信息

双并列转子永磁同步电机由于部分定子铁心和绕组的缺失，存在较大的转矩脉动，限制了其在并行对驱类机械装备中的应用。该文对双并列转子永磁电机转矩脉动产生机理进行分析，并提出了相应的抑制方法。对比了N-N型、N-S型两种转子结构，阐明了N-S型转子结构的优越性。在此基础上，开展了转矩脉动产生机理研究，按照影响因素不同，逐次分析了齿槽效应、端部效应、永磁齿轮效应以及绕组参数不对称对电机转矩脉动的作用机理，构建了各个转矩分量的解析表达式。通过有限元模型，验证了理论分析的正确性。针对产生转矩脉动的不同分量，提出了相应的抑制方法，其中抑制空载转矩可以通过优化电机的结构参数来实现，抑制纹波转矩可以通过优化绕组位置分布来实现。搭建样机实验平台，验证了分析模型的准确性。

关键词：双并列转子永磁同步电机转矩脉动空载转矩结构优化

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高压环境下水滴碰撞动力学研究

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1233-1239页

作者：张宸玮章振宇北京理工大学机械与车辆学院北京100081

考虑到发动机燃烧室内的真实环境,搭建了高压环境下液滴碰撞试验系统。通过高速相机与长焦显微镜头的组合首次实现了较高环境压力下液滴碰撞过程的拍摄并得到高清水滴碰撞图像。基于拍摄得到的图像,开发了一套数据处理方法,完成了液滴... 详细信息

考虑到发动机燃烧室内的真实环境,搭建了高压环境下液滴碰撞试验系统。通过高速相机与长焦显微镜头的组合首次实现了较高环境压力下液滴碰撞过程的拍摄并得到高清水滴碰撞图像。基于拍摄得到的图像,开发了一套数据处理方法,完成了液滴碰撞过程中碰撞韦伯数We与碰撞参数B的量化,并得到了用于分析液滴碰撞结果的We-B诺谟图。发现当水滴碰撞的环境压力较小时,碰撞结果有融合、拉伸分离与反向分离;但当碰撞的环境压力逐渐升高,水滴碰撞后出现了“弹开”的现象。随后参考Estrade等对液滴碰撞结果的分析,将液滴碰撞后的形状因子进行修正,并将环境压力的影响考虑在内,得到了不同环境压力下液滴碰撞后融合与弹开的分界线,实现了与试验数据的高度吻合。

关键词：液滴碰撞弹开高压形状因子

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新型电力系统居民分布式资源管理综述

电力系统自动化 2024年第5期48卷 157-175页

作者：陈心宜胡秦然石庆鑫崔翰韬李雪李方兴东南大学电气工程学院江苏省南京市210096 华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206 俄克拉荷马州立大学电气与计算机工程系美国斯蒂尔沃特74078 东北电力大学电气工程学院吉林省吉林市132012 田纳西大学电气工程与计算机科学系美国诺克斯维尔37996

随着新型电力系统建设加快推进,能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力,具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此,在全面梳理... 详细信息

随着新型电力系统建设加快推进,能源供需平衡模式正在经历由“源随荷动”向“源荷互动”的深刻变革。靠近电力需求侧的居民分布式资源以其庞大规模和灵活调节能力,具备支撑新型电力系统清洁低碳、安全高效发展的潜力。为此,在全面梳理国内外居民分布式资源管理具体进展的基础上,阐述其对新型电力系统建设的推动作用。首先,介绍了户用光伏、户用储能、电动汽车、柔性负荷4类居民分布式资源,并阐述了居民分布式资源管理概念及发展。其次,围绕新型电力系统四大关键特征,讨论了分布式资源在促进电网安全高效运行、推动能源清洁低碳转型、实现电力柔性灵活调控、助力智慧融合系统建设4个方面发挥的重要作用。同时,从政策制度与管理机制、硬件设备与软件平台、管理技术与优化方法 3个方面综述了居民分布式资源管理的核心要素,并分析了居民分布式资源管理内外部重要影响因素。最后,提出了对新型电力系统居民分布式资源管理的未来展望,包括完善政策机制、升级基础设施、优化市场交易、强化技术方法 4个方向。

关键词：新型电力系统居民分布式资源需求响应虚拟电厂安全运行低碳转型灵活性资源耦合系统

可解释人工智能在电力系统中的应用综述与展望

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电力系统自动化 2024年第4期48卷 169-191页

作者：王小君窦嘉铭刘曌刘畅宇蒲天骄和敬涵北京交通大学电气工程学院北京市100044 中国电力科学研究院有限公司北京市100192

可解释人工智能(XAI)作为新型人工智能(AI)技术,具有呈现AI过程逻辑、揭示AI黑箱知识、提高AI结果可信程度的能力。XAI与电力系统的深度耦合将加速AI技术在电力系统的落地应用,在人机交互的过程中为电力系统的安全、稳定提供助力。文中... 详细信息

可解释人工智能(XAI)作为新型人工智能(AI)技术,具有呈现AI过程逻辑、揭示AI黑箱知识、提高AI结果可信程度的能力。XAI与电力系统的深度耦合将加速AI技术在电力系统的落地应用,在人机交互的过程中为电力系统的安全、稳定提供助力。文中梳理了电力系统XAI的历史脉络、发展需求及热点技术,总结了XAI在源荷预测、运行控制、故障诊断、电力市场等方面的电力应用,并围绕解释含义、迭代框架、数模融合等方面展望了电力系统XAI的应用前景,可为推动电力系统智能化转型与人机交互迭代提供理论参考与实践思路。

关键词：电力系统人工智能可解释性机器学习

融合生成对抗网络和难例挖掘的产品质量预测模型

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计算机集成制造系统 2024年第10期30卷 3698-3707页

作者：李剑锋柏雪赵春财钱朋超王洪涛徐伟风中国计量大学经济与管理学院新凤鸣集团研究院质量管理部杭州古珀医疗科技有限公司研发中心

针对连续性工业生产特点，重点关注类别不平衡造成的不合格样本召回率低问题。为了从高维数据提取有效特征，结合one class F-score和最小冗余最大相关性在特征提取方面的优势，有效降低特征维度并提取有价值特征；利用Wasserstein生成... 详细信息

针对连续性工业生产特点，重点关注类别不平衡造成的不合格样本召回率低问题。为了从高维数据提取有效特征，结合one class F-score和最小冗余最大相关性在特征提取方面的优势，有效降低特征维度并提取有价值特征；利用Wasserstein生成对抗网络(WGAN)方法扩增不合格样本数量；通过类别权重优化Focal Loss函数以提高困难样本识别率；通过轻量级梯度提升机算法结合阈值移动策略，构建基于WGAN数据增强和难例挖掘技术的质量预测模型(WGAN＿Focal Loss＿LGB(TM))。将所提模型应用于开源SECOM数据集，验证了所提方法的有效性。

关键词：高维数据 Wasserstein生成式对抗网络 Focal Loss函数难例挖掘轻量级梯度提升机算法阈值移动产品质量预测

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杂萘联苯双马来酰亚胺封装基板材料的制备与性能

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 112-122页

作者：牛慧敏李战胜宗立率大连理工大学化工学院高分子材料系辽宁大连116024

针对高精密度电子芯片对封装基板材料耐热性不断提出新的要求,合成了一种杂萘联苯双马来酰亚胺(DHPZBMI)和新型固化剂二烯丙基联苯二酚(DABP)来制备高耐热性封装基板材料。通过熔融共混的方式,使用DHPZBMI、DABP与苯并噁嗪(BOZ)改性商用... 详细信息

针对高精密度电子芯片对封装基板材料耐热性不断提出新的要求,合成了一种杂萘联苯双马来酰亚胺(DHPZBMI)和新型固化剂二烯丙基联苯二酚(DABP)来制备高耐热性封装基板材料。通过熔融共混的方式,使用DHPZBMI、DABP与苯并噁嗪(BOZ)改性商用N,N’-(4,4’-二苯基甲烷)双马来酰亚胺(BDM)树脂,并采用与玻璃纤维布热压的方式制备出复合材料。通过差示扫描量热分析和红外光谱研究了树脂体系的固化过程,同时,进行了流变性能、热性能、力学性能等测试。研究结果表明,体系有宽温域(>100℃)加工窗口,5%热失重温度(T5%)高于395℃,有良好的热稳定性。DHPZBMI的加入有效提高了树脂体系的耐热性,25%的DHPZBMI摩尔添加量使得树脂体系的玻璃化转变温度(Tg)提高了20℃,且随DHPZBMI的增加而升高,最高达288℃。复合材料的Tg也呈现出相同的趋势,BDDB/GF-1的Tg高达314℃。其复合材料弯曲强度最高为821 MPa,弯曲模量达41.2 GPa,介电损耗低至0.011,热膨胀系数低于45×10-6K-1,与铜箔的剥离强度达1.025 N/mm。整个体系具有良好的综合性能,在封装基板领域具有广阔的应用前景。

关键词：双马来酰亚胺烯丙基化合物苯并噁嗪共混改性封装基板

三维DDA方法的验证及其在隧道围岩垮塌控制中的应用

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 531-538页

作者：李利平范宏运刘洪亮周申高靖遥张延欢山东大学齐鲁交通学院济南250001 九州大学土木与结构工程系日本福冈812-0044

为准确模拟隧道围岩垮塌灾害演化过程与锚杆加固处置,通过嵌入锚杆支护算法实现了三维非连续变形分析方法(DDA)中的锚杆支护模拟.首先,介绍了三维DDA方法模拟块体运动的基本原理,提出了三维DDA方法中锚杆支护算法;其次,针对隧道围岩垮... 详细信息

为准确模拟隧道围岩垮塌灾害演化过程与锚杆加固处置,通过嵌入锚杆支护算法实现了三维非连续变形分析方法(DDA)中的锚杆支护模拟.首先,介绍了三维DDA方法模拟块体运动的基本原理,提出了三维DDA方法中锚杆支护算法;其次,针对隧道围岩垮塌灾害中的不同运动模式,采用三维DDA方法模拟了块体滑移、转动以及碰撞过程,验证了三维DDA方法模拟块体运动的准确性;最后,采用三维DDA方法模拟了工程尺度的节理岩体隧道围岩垮塌过程.结果表明:无支护条件下隧道洞周块体垮塌高度为3.9 m,洞周块体位移呈现出明显的各向异性特征;有支护条件下隧道洞周块体保持稳定状态,隧道左拱肩部位锚杆轴力较大,实际施工过程中可增加该区域锚杆长度.

关键词：三维非连续变形分析方法(DDA) 围岩垮塌稳定性分析锚杆支护

运营期浅埋公路隧道拱顶覆土层力学分析模型及沉降规律研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第1期55卷 230-241页

作者：樊虎庄妍宋相伟湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 东南大学土木工程学院江苏南京211189

浅埋盾构隧道下穿既有公路时,车辆荷载作用下隧道拱顶不同深度覆土层会发生沉降,针对这一问题,提出一种盾构过程中拱顶覆土两阶段沉降分析模型,采用ABAQUS数值模拟(FEM)验证本文所建立沉降模型的正确性。研究结果表明:对Peck公式中土体... 详细信息

浅埋盾构隧道下穿既有公路时,车辆荷载作用下隧道拱顶不同深度覆土层会发生沉降,针对这一问题,提出一种盾构过程中拱顶覆土两阶段沉降分析模型,采用ABAQUS数值模拟(FEM)验证本文所建立沉降模型的正确性。研究结果表明:对Peck公式中土体体积损失参量进行修正并基于非线性荷载作用下的Boussinesq解所建立的等效地表两阶段沉降分析模型能有效预测车辆循环荷载和隧道盾构耦合作用下盾尾拱顶覆土沉降发展规律。在盾构过程中,盾尾拱顶覆土沉降扰动增加区段位于接近区至下穿区前2/5处,下穿区出现沉降峰值后进入沉降扰动平缓区段,远离区为沉降扰动减小区段,沉降发展规律符合Protodyakonov压力拱理论,沉降增加主要发生在压力拱破坏期间;盾构完成后,车辆循环荷载影响5 m左右深度的覆土层沉降,深度大于5 m时车辆荷载发生应力扩散,沉降主要影响因素为隧道开挖造成的土体体积损失。

关键词：浅埋盾构隧道车辆循环荷载拱顶覆土层沉降沉降扰动分析

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