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基于端部漏磁场分析的集成式电机驱动系统在线匝间短路故障诊断

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科学技术与工程 2024年第27期24卷 11693-11702页

作者：柴琳周菁陈天宇刘毅刘志伟武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

基于宽禁带器件的变频器具有高功率密度和耐高温工作的优势,通过小型化和轻薄化设计可以将变频器置于电机端盖与端绕组之间,构成结构紧凑的集成式电机驱动系统。该系统发生匝间短路故障时,短路绕组电流增大不仅会使电机内部温度升高导... 详细信息

基于宽禁带器件的变频器具有高功率密度和耐高温工作的优势,通过小型化和轻薄化设计可以将变频器置于电机端盖与端绕组之间,构成结构紧凑的集成式电机驱动系统。该系统发生匝间短路故障时,短路绕组电流增大不仅会使电机内部温度升高导致电机绝缘性能降低,还将引起磁场变化影响变频器的正常工作。以一台1.5 kW的交流感应电机为例,搭建基于宽禁带器件的集成式电机驱动系统三维物理模型,利用数学解析法分析并计算匝间短路故障前后的端部漏磁场,并提取电机内端部印制电路板(printed circuit board,PCB)表面与轴心距离相等、机械角度相差45°的两点处磁感应强度在直角坐标系下椭圆曲线的离心率反映端部漏磁场的对称性,以此为特征指标判断电机是否出现匝间短路故障。仿真与实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：集成式电机驱动系统匝间短路故障端部漏磁场有限元分析

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基于多通道耦合的时空增强异常行为检测

北京航空航天大学学报 2024年

作者：章东平潘鑫马道滨米红妹林丽莉中国计量大学信息与工程学院浙江工商大学信息与电子工程学院

基于深度学习的监控视频异常行为检测已成为当前研究的热点。然而，由于人群运动和外部环境的复杂性和多变性，检测异常行为面临着巨大的挑战。当前的异常异常行为识别模型在特征提取方面存在局限性，并且对动态时间特征关注不足。为了... 详细信息

基于深度学习的监控视频异常行为检测已成为当前研究的热点。然而，由于人群运动和外部环境的复杂性和多变性，检测异常行为面临着巨大的挑战。当前的异常异常行为识别模型在特征提取方面存在局限性，并且对动态时间特征关注不足。为了解决这些问题，提出了一种基于多通道耦合的时空增强异常检测方法。基于SlowFast网络，分别引入了多通道耦合的时间增强模块和空间增强模块，从而提取更具判别性的静态和动态特征信息。在三个基准数据集（Violent Flow、Hockey Fight和Real-life Violence Situations）上进行了大量实验，结果表明所提出的异常行为识别方法的预测准确率分别达到了95.3%、97.3%和94%，从而验证了该方法的有效性。

关键词： SlowFast 时空增强异常行为检测

基于改进YOLOv8的飞机蒙皮缺陷检测算法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：章东平王杼涛夏岳键徐云超林丽莉中国计量大学信息与工程学院浙江工商大学信息与电子工程学院

为解决传统飞机蒙皮缺陷检测依靠人眼观察时，会因为人眼容易疲劳和个体认知有限，导致效率降低的问题，提出一种基于改进YOLOv8的飞机蒙皮缺陷检测算法。对数据增强方式进行改进，提出一种切片推理+马赛克(Mosaic)的数据增强方法；集... 详细信息

为解决传统飞机蒙皮缺陷检测依靠人眼观察时，会因为人眼容易疲劳和个体认知有限，导致效率降低的问题，提出一种基于改进YOLOv8的飞机蒙皮缺陷检测算法。对数据增强方式进行改进，提出一种切片推理+马赛克(Mosaic)的数据增强方法；集成残差块到特征提取网络，增强网络表达能力的同时，提高模型在飞机蒙皮缺陷检测任务中的精度；应用三分支(Triplet)注意力模块来改进特征融合网络，减少小目标样本的误检率和漏检率；优化检测头的结构，使网络能够更好地将浅层信息与深度信息有效结合。实验结果表明：相比于最新的YOLOv8算法，改进算法在飞机蒙皮缺陷数据集上的平均精度均值(mAP)和查全率(Recall)分别提高了3.6%和3.7%；在公开数据集VOC2007上的平均精度均值和查全率提高了2.9%和2.2%。

关键词： YOLOv8算法表面缺陷检测数据增强目标检测注意力机制

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超像素分割和波段分割的高光谱图像去噪

西安电子科技大学学报 2024年

作者：李华君蒋俊正周芳全英汇西安电子科技大学电子工程学院桂林电子科技大学信息与通信学院中国计量大学信息工程学院西安电子科技大学杭州研究院

针对现有的高光谱图像去噪算法采用逐波段或者全波段方式去噪，未能充分利用高光谱图像波段相似性的问题，提出了超像素分割和波段分割的高光谱图像去噪算法。本文将构建双层图模型，包括上层图和下层图模型。首先，对高光谱图像应用超... 详细信息

针对现有的高光谱图像去噪算法采用逐波段或者全波段方式去噪，未能充分利用高光谱图像波段相似性的问题，提出了超像素分割和波段分割的高光谱图像去噪算法。本文将构建双层图模型，包括上层图和下层图模型。首先，对高光谱图像应用超像素分割技术，得到一系列的超像素。对超像素内的像素建模为节点，像素之间用边连接，构建一系列下层图，从而充分利用高光谱图像的空间信息和保留边界信息。根据超像素分割结果，沿着波段维分割，形成超像素体，以充分利用高光谱图像的波段相似性。将超像素体建模为节点，超像素体之间用边连接，构建上层图。基于构建的图结构和图分割方式，将高光谱图像去噪问题归结为一系列的优化问题，在优化问题中利用克罗内克乘积图重新定义了图拉普拉斯正则项。最后，实验结果表明，与现有算法相比，本文所提算法具有更高的平均峰值信噪比、平均结构相似性和光谱差异性。

关键词：高光谱图像去噪图信号处理超像素分割波段分割图拉普拉斯正则项

基于融合距离的极化SAR图像非局部均值滤波

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1493-1502页

作者：曾顶殷君君杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 清华大学电子工程系北京100084

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种... 详细信息

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种利用融合距离来计算相邻窗口权重的方法——基于融合距离的非局部均值滤波器。融合距离的引入使得滤波器能够更全面的评估像素间的相似性,从而得到更合适的像素权重。此外,本方法还引进变异系数对邻域窗口的权重进行评估,通过该参数可以控制滤波的程度。在多幅极化SAR图像上的实验结果表明,所提出的滤波器能够在有效抑制斑点噪声的同时保留较为完整的图像边缘信息和极化散射特性。

关键词：极化合成孔径雷达非局部均值滤波相似性度量变异系数

改进模糊推理分类器进行木材树种近红外光谱开集分类识别研究

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光谱学与光谱分析 2024年第7期44卷 1868-1876页

作者：李振宇赵鹏王承琨东北林业大学计算机与控制工程学院黑龙江哈尔滨150040 广西科技大学计算机科学与技术学院(软件学院) 广西柳州545006 黑龙江科技大学电子与信息工程学院黑龙江哈尔滨150022

开集分类识别是近10多年来模式识别领域研究的热点,它能够识别训练集中已知类别的测试样本,同时还能够有效“拒识”未知类别的测试样本;这些未知类别样本不包含在训练集中。现有的开集分类识别算法主要是基于Support Vector Machine(SVM... 详细信息

开集分类识别是近10多年来模式识别领域研究的热点,它能够识别训练集中已知类别的测试样本,同时还能够有效“拒识”未知类别的测试样本;这些未知类别样本不包含在训练集中。现有的开集分类识别算法主要是基于Support Vector Machine(SVM)和深度学习网络框架进行改进,并且主要应用在自然景物图像领域中;在光谱分析领域中还鲜有报道。将传统的闭集框架下的模糊推理分类器进行模型改进,提出了开集框架下的改进模糊推理分类器,并将其应用到木材树种近红外光谱分类识别中。首先,使用Flame-NIR近红外微型光谱仪采集木材样本横切面的近红外光谱曲线,采用Metric Learning算法进行光谱向量维度约简降维至4维(4D)。其次,改进闭集框架下的模糊推理分类器,根据模糊规则置信度和各维度隶属度概率的乘积构建Generalized Basic Probability Assignment(GBPA),再根据GBPA进行分类处理。在20个树种的具有不同的Openness指标下的近红外光谱数据集的分类识别对比实验表明,改进的开集模糊推理分类器(fuzzy reasoning classifier in an open set,FRCOS)优于现有的基于机器学习和深度学习的开集分类识别主流算法,具有较好的评价指标F-Score,Kappa系数及总体识别率。

关键词：开集分类识别木材树种识别模糊推理分类器近红外光谱分析

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石墨烯柔性压阻传感器微织构压缩应变机制

中国表面工程 2024年第1期37卷 169-178页

作者：许静马靖轩王路文连加俤蔡林烜董林玺杭州电子科技大学机械工程学院杭州310018 浙大城市学院信息与电气工程学院杭州310015 中国计量大学机电工程学院杭州310018 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018

为满足智能机器人、电子皮肤等领域对柔性传感器高灵敏度日益增加的需求,通过设计高表面积形貌以制备石墨烯凸台微织构柔性传感器,并对比分析有无微织构传感器的灵敏度;基于结构力学方程与静电方程,建立微织构柔性传感器模型,开展了电... 详细信息

为满足智能机器人、电子皮肤等领域对柔性传感器高灵敏度日益增加的需求,通过设计高表面积形貌以制备石墨烯凸台微织构柔性传感器,并对比分析有无微织构传感器的灵敏度;基于结构力学方程与静电方程,建立微织构柔性传感器模型,开展了电场作用不同基底厚度以及微织构间距下柔性传感器微织构应变的数值模拟,研究柔性压阻传感器微织构压缩应变机制,探寻机械载荷和电载荷的交互作用关系。结果表明,柔性基底的微织构化处理能有效提高柔性压阻传感器的灵敏度。模型总位移的最大值随基底厚度的增加呈非线性增加,微织构应变随着厚度的增加而减小。电场作用下微织构应变受机电耦合压力叠加的影响均大于无电场作用。框状微织构类似于悬臂梁,作用在微织构上的力矩随间距增加而增大,同时刚度减小,微织构的压缩形变增加,应变增大。组合尺寸微织构的应变随着微织构间距的增加而增大,制备多尺寸微结构传感器可使用(150+350)μm的组合尺寸,能够有效增加接触面积提高传感器灵敏度。机械载荷和电载荷的耦合作用,组合尺寸对力矩与刚度的分配有效增加了基底的应变,提高了柔性传感器的灵敏度。

关键词：柔性传感器数值模拟电场超弹性材料接触模型

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基于优化布拉格结构的固态装配型谐振器

北京航空航天大学学报 2024年第2期50卷 449-455页

作者：张世峰轩伟鹏石林豪董树荣浦世亮杭州海康威视数字技术股份有限公司杭州310051 浙江大学信息与电子工程学院杭州310058 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 天通瑞宏科技有限公司嘉兴314499

体声波谐振器的有效耦合系数和品质因数决定了体声波滤波器的整体性能。有效耦合系数依赖于叠层结构和压电材料。而品质因数高度依赖于损耗机制,主要为电学损耗和声学损耗。对于固态装配型谐振器(SMR),声学损耗主要为透过衬底的能量泄... 详细信息

体声波谐振器的有效耦合系数和品质因数决定了体声波滤波器的整体性能。有效耦合系数依赖于叠层结构和压电材料。而品质因数高度依赖于损耗机制,主要为电学损耗和声学损耗。对于固态装配型谐振器(SMR),声学损耗主要为透过衬底的能量泄漏。为提高SMR的品质因数,改进了布拉格堆叠结构,使纵波和剪切波同时被约束在压电堆叠结构中,以减少声能对衬底的泄漏。同时,为抑制谐振腔的杂散模式,优化了布拉格结构顶层薄膜厚度,器件色散特性由Ⅱ型变为Ⅰ型。通过仿真和实验表明:基于优化布拉格结构的SMR性能得到了明显改善。

关键词：体声波固体装配型谐振器布拉格剪切波高品质因数

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一步法制备超疏水表面及其防覆冰性能研究

表面技术 2024年第16期53卷 190-197页

作者：刘宏伟邹秦锐杨益宋岳干徐远冲李国强西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010

目的提高铜网表面的防除冰性能。方法以铜网为基底材料,用纳米胶带将铜网和聚四氟乙烯(PTFE)固定在一起,采用飞秒激光直写技术将PTFE纳米颗粒部分嵌入铜网,采用一步法制备了PTFE附着铜网的超疏水表面,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜... 详细信息

目的提高铜网表面的防除冰性能。方法以铜网为基底材料,用纳米胶带将铜网和聚四氟乙烯(PTFE)固定在一起,采用飞秒激光直写技术将PTFE纳米颗粒部分嵌入铜网,采用一步法制备了PTFE附着铜网的超疏水表面,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对其微结构进行形貌分析。结果在PTFE低表面能和粗糙度共同作用下,所制备的表面表现出优异的超疏水性能,水的接触角为152°,滚动角为4°。在此基础上探究了其微观结构对表面润湿性和防覆冰性能的影响。结果表明,PTFE附着铜网的超疏水表面能有效延长冷凝液滴结冰时间,与未垫PTFE的铜网相比,结冰时间延长1.2倍。在冷却过程中,液滴从Cassie状态向Wenzel状态转变,PTFE附着铜网的超疏水表面能维持将长时间的Cassie状态。并且结冰后依然能保持较低的黏附力,最小冰黏附力为2.55 kPa,相比普通的超疏水表面缩小了近2.5%。同时能够实现冷凝液滴的高效快速自去除,还显示出优异的自清洁性能。结论PTFE附着铜网的超疏水表面可有效延长结冰时间,降低冰黏附力,具有优异的冷凝自去除和自清洁性能,且在5.01V的电压下,铜网表面能够有效防止冰的形成。

关键词：铜网超疏水防除冰低黏附自清洁电热除冰

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