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基于多源信息融合的配电网调度数据安全管控技术

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电测与仪表 2024年第6期61卷 118-125,132页

作者：林裕新陈楠蔡建逸广东电网有限责任公司汕头供电局广东汕头515041

网络攻击、数据篡改、信息泄露等安全威胁对配电网调度系统造成了严重的影响,导致电力供应中断、设备损坏等严重后果。为保障数字化配网调度的安全性与合理性,研究了基于多源信息融合的配电网调度数据安全管控技术。构建数字化配网调度... 详细信息

网络攻击、数据篡改、信息泄露等安全威胁对配电网调度系统造成了严重的影响,导致电力供应中断、设备损坏等严重后果。为保障数字化配网调度的安全性与合理性,研究了基于多源信息融合的配电网调度数据安全管控技术。构建数字化配网调度智慧安全管控平台,采集数字化配网调度数据,从而更准确地判断配网运行状况。通过概率数据关联算法,计算多源数字化配网调度数据之间的关联性,并采用联合卡尔曼滤波算法(Kalman filter,kf),融合多源数字化配网调度数据。使用椭圆曲线公钥密码算法(SM2国密算法),加密融合后多源数字化配网调度数据,实现数字化配网调度智慧安全管控,保障数字化配网调度数据安全可靠。实验结果表明,所提技术可以有效保障数字化配网调度数据安全性,当传输的配网调度数据存在攻击时,所提技术可有效过滤攻击内容,实现配网调度智慧安全管控。

关键词：多源信息配电网 kf算法 SM2国密算法

基于三次B样条模型的油水相对渗透率曲线数值反演方法

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西安石油大学学报（自然科学版） 2016年第1期31卷 85-89,95页

作者：王代刚张环环侯健孙静静罗福全王伟中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油冀东油田分公司河北唐山063000

引入三次B样条相渗表征模型,通过半迭代集合卡尔曼滤波(En kf)算法对见水前、后的生产动态数据进行自动历史拟合,提出了一种新的油水相对渗透率曲线数值反演方法。以某径向流数值岩心模型为例,对比分析了三次B样条模型与幂律模型的优劣... 详细信息

引入三次B样条相渗表征模型,通过半迭代集合卡尔曼滤波(En kf)算法对见水前、后的生产动态数据进行自动历史拟合,提出了一种新的油水相对渗透率曲线数值反演方法。以某径向流数值岩心模型为例,对比分析了三次B样条模型与幂律模型的优劣。结果表明,相比于传统的幂律模型,三次B样条模型可对油水相对渗透率曲线进行局部逼近,灵活性更强,反演精度更高。通过对径向流岩心驱替实验数据进行自动历史拟合,反演估算了油水相对渗透率曲线。对驱替压差、累产油及累产水等观测数据拟合效果好,相对误差均小于5%,说明本文方法可靠性强,计算结果能够满足工程实际的需要。

关键词：三次B样条模型油水相对渗透率数值反演 En kf算法

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基于相位差变化率的单站无源跟踪算法研究

航天电子对抗 2011年第6期27卷 55-58页

作者：夏韶俊张海黎徐龙华东电子工程研究所安徽合肥230088 总参四部驻南京地区军事代表室江苏南京210007

利用机载观测站与辐射源之间的相对运动信息,在方位角测量的基础上增加相位差变化率的测量,可以对固定目标实现即时定位,为了提高精度,需要利用滤波算法进行跟踪滤波。在机载单站无源定位原理研究的基础上,通过计算机仿真分析了该定位... 详细信息

利用机载观测站与辐射源之间的相对运动信息,在方位角测量的基础上增加相位差变化率的测量,可以对固定目标实现即时定位,为了提高精度,需要利用滤波算法进行跟踪滤波。在机载单站无源定位原理研究的基础上,通过计算机仿真分析了该定位方法下kf、Ekf和MVEkf多种滤波算法的性能,对工程应用具有一定的参考意义。

关键词：无源定位相位差变化率 kf算法 Ekf算法 MVEkf算法

猕猴大脑皮层“站-立-坐”相关神经元脉冲信号的采集与解码

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猕猴大脑皮层“站-立-坐”相关神经元脉冲信号的采集与解码

作者：马炎南昌大学

学位级别：硕士

脊髓损伤等中枢神经系统损伤导致的运动功能障碍是当今临床治疗上的世界性难题。运动功能障碍给病人带来严重的生活困难和心理障碍,给家庭和社会造成了长期沉重负担。但是,到目前为止临床上还没有切实有效的治愈办法。有报道表明,解码... 详细信息

脊髓损伤等中枢神经系统损伤导致的运动功能障碍是当今临床治疗上的世界性难题。运动功能障碍给病人带来严重的生活困难和心理障碍,给家庭和社会造成了长期沉重负担。但是,到目前为止临床上还没有切实有效的治愈办法。有报道表明,解码大脑运动控制机制,研制智能假肢系统,能够为帮助运动功能障碍人士重新获得运动能力提供新的思路。其中,采集和分析大脑皮层运动区(Primary Motor Cortex,M1)的神经元脉冲信号是解码大脑运动控制机制的前提,也是开发新一代神经元智能假肢的核心要求。目前,神经元智能假肢主要着重于上肢研究,已有很多相关的成果。特别是采用以递归贝叶斯等算法为基础的神经网络技术,解码与上肢运动相关的大脑皮层神经元脉冲信号的研究获得了巨大的成功。但是,基于下肢运动的脑皮下神经元的研究面临技术上的挑战。一方面,大脑皮层管理下肢运动的区域在中央沟和顶缝交汇处的前面,此处富含血管,为外科手术禁区,提取神经元信号难度极大,危险极高。另一方面,关于下肢运动研究的可行性实验设计方案并不完善。所以,应用神经元的单个神经冲动解码下肢运动的工作还尚未发表。本课题为研制具有高性能的智能假肢系统,为重建下肢截瘫患者的运动能力带来了新的思路。本课题首先设计了记录电极的方法,通过斜插的方式避免下肢运动区域的血窦区,成功地在猕猴脑下肢运动区获取了单个神经元的放电信号。针对目前下肢运动神经元的机制研究的不足,设计了猕猴“站-立-坐”行为任务范式,通过虚拟现实平台在虚拟视觉引导下要求猕猴进行“站-立-坐”等下肢自主运动。随后,应用微电极多通道技术对大脑皮层下肢区域神经元发放进行了探测,获取与“站-立-坐”等运动相关的神经元脉冲发放信号。同时,本课题通过外科手术,在2只猕猴大脑皮层的下肢运动区埋植微电极阵列,追踪神经元脉冲信号,并同步记录猕猴下肢运动的运动轨迹(Kinematics)和主要肌肉的电信号(Electromyography,EMG)。最后,借鉴解码上肢运动的经验,分别应用kf(Kalman Filter)算法和Ukf(Unscented Kalman Filter)算法,将下肢比目鱼肌、胫骨前肌、半腱肌、股直肌、趾长伸肌、趾长屈肌、踇长屈肌和大收肌等主要下肢肌肉的EMG幅值作为系统状态,观测大脑运动皮层神经元的实时活动,根据神经元动作电位发放频率预测下肢肌肉EMG幅值。与此同时,还运用kf和Ukf两种算法对右腿踝关节的运动轨迹、运动速度和加速度进行了重构。研究结果表明,一共有1598个神经元与“站-立-坐”运动相关,其中有294个神经元(18.4%)编码站立的启动,310个神经元(19.4%)编码站起(Stand up),104个神经元(6.5%)编码站着(Standing),205个神经元(12.8%)编码坐下(Sit down)。对比kf算法和Ukf算法,kf对系统状态的估计自带线性特性,Ukf算法引进了滤波粒子原理,通过采样取点和无迹转化,以逼近概率分布的方法融入非线性特性,解决了kf算法中肌肉与大脑神经元之间所具有的线性关系,进一步提高了神经元电活动的解码效应。Ukf算法比kf算法的相关系数(Correlation Coefficient,CC)值和信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)值分别高出9.05%和17.37%,揭示Ukf算法比kf算法预测主要下肢肌肉的EMG信号更为准确,也具有更高的稳定性。在对运动进行重构时,尽管kf算法的运动轨迹、运动速度和加速度的个别值优于Ukf算法,但从总体上来看,Ukf算法仍要比kf算法更适用,并以较高的精度实现了下肢末端运动轨迹的重构。

关键词：非人灵长类下肢运动大脑皮层运动区控制多通道神经元信号记录 kf算法 Ukf算法

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稀土选矿中核信号处理方法的研究与实现

稀土选矿中核信号处理方法的研究与实现

作者：庞春阳内蒙古科技大学

学位级别：硕士

能源在当今社会发展中的需求量日益增加,而核能正是其中最清洁高效的一种能源。钍资源是一种潜在的新型能源,在地壳中的含量要远高于铀资源,随着地壳中铀资源储量的减少,钍资源的开发利用具有重要的战略意义。在现阶段稀土选矿技术中,... 详细信息

能源在当今社会发展中的需求量日益增加,而核能正是其中最清洁高效的一种能源。钍资源是一种潜在的新型能源,在地壳中的含量要远高于铀资源,随着地壳中铀资源储量的减少,钍资源的开发利用具有重要的战略意义。在现阶段稀土选矿技术中,尚没有较好的稀土分选方法,为了提高稀土的分选效率,国内外许多科研团队做了大量的研究,随着核信号能谱分析技术的发展,稀土分选率的问题得到了一定的解决。在核能谱分析技术中,运用什么方法对稀土选矿过程中产生的核信号进行进一步的处理分析,成为了本文的研究重点。本文是信息学科与选矿分析学科的一次交叉应用研究,主要研究的问题是如何选取合适的方法来针对稀土选矿中产生的核信号进行分析处理。在之前的研究基础上,分别采用了针对X荧光信号进行处理的数字成形算法以及针对放射性γ信号进行处理的卡尔曼滤波(Kalman filtering,kf)算法,这两种算法可以针对性的对这两种核信号进行分析处理,从而实现信息技术在稀土选矿中的应用。本文主要内容如下:首先介绍了课题的研究背景与意义,论述现阶段的国内外选矿分析技术,以及当前稀土选矿过程中较优的两种分析方技术:X荧光分析技术、放射性γ能谱分析技术。所选用的两种分析技术在本质上来说都属于物理选矿技术,不仅凭借污染小、低功耗的天然优势,使得它们在众多选矿技术中备受青睐,同时也因其利用核信号分析的方式来进行矿石分选,使选矿技术与信息化技术接轨。阐明了不同核信号的产生原理,通过分析不同核信号的原理和特性,针对性的改进相应的处理方法,在核信号的处理过程中,需要时刻对最终形成的光谱和能谱进行分析,为此,本文设计了一套核信号处理的总体流程。其次,在传统的选矿技术基础上进行改进,设计出符合当前需求的选矿模型,结合核信号的相关理论知识进行针对性的算法处理。利用MATLAB与Quartus仿真软件对本文算法和其它核信号处理算法进行仿真比较,从理论分析、脉冲信号的基线恢复情况、X荧光信号的成形结果、放射性γ信号的去噪滤波结果等方面进行对比评估,验证本文所采用的算法是否有效。在信号成形的谱线中可以明显看出本文所使用的数字梯形成形算法具有更好的分辨率,且成形效果好;在放射性γ信号的峰值检测中,经过kf算法处理之后的信号,检测出的峰值结果较原始信号得到显著增加,算法的滤波成形效果较好。由此得出结论,本文算法适合用于核信号的处理过程中。最后,用实际采集到的核信号对算法进行实验验证。根据设计好的选矿模型进行实验环境搭建,分别使用两种选矿技术对白云鄂博稀土矿石进行探测,对采集到的信号进行提取,运用数字梯形成形算法与kf算法进行实验验证。实验结果表明,通过分析最后形成的谱线结果,能清晰的分辨出稀土矿石中所含的元素分布情况以及是否含有放射性,以此验证算法的可行性。本文将数字信号处理技术与稀土选矿技术相结合,为新型选矿技术中的核信号处理部分提供了有效的处理分析方法。本文的研究内容将促进数字信号处理技术在选矿领域的应用,为新型选矿技术的发展提供了参考和借鉴。

关键词：稀土选矿数字成形算法 kf算法核信号处理

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可控永磁悬浮带式输送机支撑系统研究

可控永磁悬浮带式输送机支撑系统研究

作者：钱王钱安徽理工大学

学位级别：硕士

带式输送机是一种摩擦驱动的连续运输物料的机械,广泛应用于冶金、煤炭、交通等领域。但在研究带式输送机支撑系统时仍存在较多问题,为此针对带式输送机托辊轴承产生的旋转阻力等问题,本文提出一种新型可控永磁悬浮带式输送机,由可控永... 详细信息

带式输送机是一种摩擦驱动的连续运输物料的机械,广泛应用于冶金、煤炭、交通等领域。但在研究带式输送机支撑系统时仍存在较多问题,为此针对带式输送机托辊轴承产生的旋转阻力等问题,本文提出一种新型可控永磁悬浮带式输送机,由可控永磁支撑装置、输送带、支撑架、回程托辊(普通托辊)、拉紧滚筒及驱动滚筒等组成,该带式输送机通过可控永磁悬浮技术实现低阻力运行,大大降低了摩擦阻力。其中可控永磁支撑装置分为伺服电机、双径向永磁体、导磁体、永磁贴片及托辊轴等部分,通过理论、仿真及实验对其进行研究分析,具体研究工作内容如下:(1)单点可控永磁支撑系统采用有限单元法(Finite Element Method,FEM)进行研究,利用Ansoft Maxwell仿真软件优化影响系统磁场分布的关键结构参数,分析双径向永磁体的不同旋转方向对系统悬浮力的影响。然后采用等效磁荷法计算永磁贴片表面的磁感应强度,用磁路法将系统中的导磁体磁通路径划分为多个区域,建立各处磁通路径的解析式,推导出导磁体腿部的磁通模型,结合永磁体间作用力关系,建立系统悬浮力模型并分析确定其悬浮力修正系数λ和气隙修正系数ε数值。其次基于力学原理,建立双径向永磁体的转矩模型结合仿真试验确定模型中转矩系数k和漏磁补偿系数△z大小。将悬浮力与转矩模型均在稳定悬浮点处线性展开,建立其运动学方程。(2)磁悬浮系统是一个极其不稳定的系统,对测量信号的准确性有较高要求。为了降低实际传感器测量信号中噪声干扰的影响,通过政治优化器算法(Political Optimizer,PO算法)和卡尔曼滤波算法(Kalman Filter,kf算法)相结合的方式对单点可控永磁支撑系统中传感器的测量信号进行优化处理。对于卡尔曼滤波算法难以获取噪声统计特性的不足,结合政治优化器算法准确寻得相应滤波参数。(3)在前期动力学方程基础上,通过PID算法对单点可控永磁支撑系统进行控制研究,验证其新型结构在动态性能上的稳定性与可控性;考虑到单级PID控制不能满足磁悬浮系统响应速度快、抗干能力强等要求,结合系统的运动学方程,采用双闭环PID算法进行控制,从而提高悬浮系统的性能和响应速度;搭建实验平台验证双闭环PID算法的可控性,并利用优化卡尔曼滤波算法降低检测信号的噪声,以增强磁悬浮系统的精确控制能力。图[45]表[6]参[98]

关键词：径向磁化有限单元法(FEM) 悬浮力 PO算法 kf算法