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基于边界元逆问题法的超低场磁共振大鼠脑部成像双通道射频线圈优化设计

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电工技术学报 2025年第1期40卷 25-35,63页

作者：孟凡钦郭轶何为徐征重庆大学电气工程学院重庆400044 重庆大学附属中心医院重庆400014

目前超低场磁共振成像(MRI)质量较差,为提升图像信噪比,射频线圈需尽可能贴近成像区域从而提升信噪比。该文采用间接边界元法并从逆问题角度求出线圈流函数分布,再利用线性规划寻找最优线圈结构。为验证超低场MRI诊断颅脑疾病的有效性,... 详细信息

目前超低场磁共振成像(MRI)质量较差,为提升图像信噪比,射频线圈需尽可能贴近成像区域从而提升信噪比。该文采用间接边界元法并从逆问题角度求出线圈流函数分布,再利用线性规划寻找最优线圈结构。为验证超低场MRI诊断颅脑疾病的有效性,采用上述方法,在54 mT下针对大鼠头-脑几何形状设计了双通道射频接收线圈,并对大鼠脑卒中及脑外伤模型进行成像试验研究。试验结果表明,54mTMRI能够检出水肿和血肿病变,且与病理切片或临床3T MRI图像结果相符。同时,通过脑外伤模型7天的追踪观察,54 mT图像中病变的信号演变规律与高场影像一致。针对特定成像对象和非规则布线曲面,该文利用间接边界元逆问题法设计高信噪比射频接收线圈,大鼠模型试验证明超低场磁共振成像技术具有脑卒中与脑外份早期诊断与床旁影像监护潜力与价值。

关键词：磁共振成像超低场射频线圈边界元逆问题颅脑疾病

低空机载激光跨介质下行无线能量传输特性研究

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光学学报 2025年

作者：朱学贵吴清潮张淮清余文超刘庚建重庆大学电气工程学院

机载激光跨介质激光无线供电是解决海洋装置供电行之有效的方式。本文构建了完整的机载激光下行传输链路,用于分析低空发射激光的跨介质传输特性及其对无线能量传输系统的影响。首先分析了不同传输介质与光学系数的关系，然后采用蒙特... 详细信息

机载激光跨介质激光无线供电是解决海洋装置供电行之有效的方式。本文构建了完整的机载激光下行传输链路,用于分析低空发射激光的跨介质传输特性及其对无线能量传输系统的影响。首先分析了不同传输介质与光学系数的关系，然后采用蒙特卡洛数值模拟法研究了传输距离、海气界面风速、激光波长、束腰半径和接收器半径对归一化接收能量的影响。研究表明粒子尺寸、悬浮物浓度对跨介质传输链路中的光学系数和粒子复折射率影响明显，归一化接收功率随大气和水下传输距离、接收器的接收半径增大而减小，风速和束腰半径对归一化接收功率影响不大。本文的研究结果可为激光跨介质下行无线能量传输的波长选择、光束整形和效率评估提供参考。

关键词：激光无线能量传输蒙特卡洛米氏散射跨介质水下激光

Z型多反腔增强拉曼光谱变压器故障特征气体检测方法

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光子学报 2025年第1期54卷 85-92页

作者：王畅鼎王品一汤子杰陈伟根输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044

拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而,气体的拉曼散射截面积极小,微量气体的拉曼散射强度弱,导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术,通过建... 详细信息

拉曼光谱法相比于传统气体检测方法具有高选择性、无损检测、可实时检测等优势。然而,气体的拉曼散射截面积极小,微量气体的拉曼散射强度弱,导致拉曼光谱法气体检测的灵敏度较低。基于此提出Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测技术,通过建立拉曼信号强度与多反腔内激光反射次数的数学关系,获取了多反腔内光束最优数。通过腔内参数设计,实现了144个腔内光束,这些光束在腔内完成2次循环,大大延长了激光与气体的相互作用长度,提高了气体的拉曼信号强度。基于搭建的Z型折叠多反腔增强拉曼光谱检测平台实现了变压器主要故障特征气体的高灵敏检测,基于确定的特征峰建立了气体浓度与拉曼谱峰强度之间的高拟合度定量分析模型,各气体最低检出限优于国际电工委员会标准。该方法将为变压器故障特征气体的高灵敏检测提供新的有效途径。

关键词：拉曼光谱变压器故障特征气体 Z型折叠多反腔增强高灵敏检测

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五相实心转子感应电机磁场及参数计算

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 28-34页

作者：许浩赵镜红熊义勇王涵铭海军工程大学电气工程学院

针对五相实心转子感应电机磁场分布复杂，转子侧阻抗参数受磁通密度和转差率影响难以准确计算，而子域法计算复杂，不满足电机设计初期快速计算的要求等问题，将电机求解域划分为定子槽载流子域、槽开口子域、气隙子域和实心转子子域，... 详细信息

针对五相实心转子感应电机磁场分布复杂，转子侧阻抗参数受磁通密度和转差率影响难以准确计算，而子域法计算复杂，不满足电机设计初期快速计算的要求等问题，将电机求解域划分为定子槽载流子域、槽开口子域、气隙子域和实心转子子域，结合安培环路定理和静磁学原理对定子槽边界条件进行简化．采用傅里叶级数法对气隙和实心转子交界面条件进行分析，建立用于磁场计算的快速子域模型，求得各子域磁场分布．在此基础上计算转子阻抗和电磁转矩，随后搭建有限元模型并与解析结果进行对比，验证了快速子域模型的正确性．

关键词：五相实心转子感应电机定子槽开口子域快速子域模型磁场解析及参数计算有限元验证

非均匀功率分布的微波整流天线阵列功率合成优化方法

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电工技术学报 2025年第2期40卷 358-366页

作者：肖冬萍陈建楠陈宇立舒梽卿输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044

对于大型微波无线能量传输系统,其接收天线阵列上微波功率非均匀分布,由于整流电路的特性,采用现有的天线阵列布局和功率合成方式所得的能量转换效率较低。为此,该文提出一种基于遗传算法优化的混合功率合成方法:提出天线单元连接编码规... 详细信息

对于大型微波无线能量传输系统,其接收天线阵列上微波功率非均匀分布,由于整流电路的特性,采用现有的天线阵列布局和功率合成方式所得的能量转换效率较低。为此,该文提出一种基于遗传算法优化的混合功率合成方法:提出天线单元连接编码规则,采用遗传算法将接收天线单元按目标功率进行分组和射频合成,使得各组射频合成后的微波功率均匀化,再输入整流电路;提出整流电路连接编码规则,基于遗传算法,以负载匹配为目标对整流电路进行动态串并联优化,使直流合成后获得最优转换效率。在进行功率合成前,需基于实验系统分析获得整流电路输入功率与转换效率关系、输出伏安特性曲线,从而确定射频功率合成的优化目标。该文以10×10接收阵列天线为例进行分析,将100个单元分为4组进行均匀化射频合成,均匀度评价指标低至1.804;再对整流输出进行串并联优化,在接近负载匹配的情况下使得整流转换效率达到91.37%。结果表明,采用该文提出的方法可快速有效地对接收天线阵列进行混合功率合成优化。

关键词：微波无线能量传输混合功率合成编码规则动态串并联优化整流电路特性

小样本下基于原型域增强的Meta-DAE故障诊断

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华南理工大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 62-73页

作者：马萍梁城王聪李新凯张宏立新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830017

滚动轴承作为一种精密的机械元件,已广泛运用于现代工业机械设备中。在轴承运行时,采用合理的方法诊断轴承的故障具有重大的意义。但在实际复杂多变环境下,采集振动信号不仅面临样本量少的问题,还受到噪声干扰、工况变换等因素的影响,... 详细信息

滚动轴承作为一种精密的机械元件,已广泛运用于现代工业机械设备中。在轴承运行时,采用合理的方法诊断轴承的故障具有重大的意义。但在实际复杂多变环境下,采集振动信号不仅面临样本量少的问题,还受到噪声干扰、工况变换等因素的影响,导致故障诊断的准确率低。因此,针对噪声干扰和变工况下的小样本滚动轴承故障诊断问题,该文提出了一种基于原型域增强的元学习去噪模型(Meta-DAE)。首先,构造基于时频图的小样本故障样本集,引入深度卷积生成对抗网络并对数据进行预处理,生成相似分布的伪样本集;然后,将故障样本集输入Meta-DAE模型进行自适应特征提取,Meta-DAE模型采用原型域增强策略,使同类别原型点在嵌入空间中凝聚更紧密;同时,构建了具有降噪性能的编码器,设计了基于原型域增强和去噪的目标函数,通过在小样本下进行模型微调,以提高小样本下模型的噪声鲁棒性和分类准确率。噪声及变工况下小样本故障诊断实验结果表明,相比于其他模型,所提模型在-8dB强噪声干扰下,仅用10个样本微调模型,分类准确率提高了35.78~57.25个百分点,具有较强的噪声鲁棒性。

关键词：小样本故障诊断元学习原型域增强去噪自编码器

可再生能源ALK-PEM联合制氢系统多时间尺度优化运行策略

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 68-80页

作者：杨胜樊艳芳侯俊杰白雪岩谢紫云新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047

随着用氢需求的逐渐增加,可再生能源制氢系统优化运行的研究已成为一个热门话题。然而,由于风光可再生能源出力的不确定性使得可再生能源制氢系统的优化运行变得复杂。针对风光出力不确定性对系统优化运行的影响,以系统日运行成本最低... 详细信息

随着用氢需求的逐渐增加,可再生能源制氢系统优化运行的研究已成为一个热门话题。然而,由于风光可再生能源出力的不确定性使得可再生能源制氢系统的优化运行变得复杂。针对风光出力不确定性对系统优化运行的影响,以系统日运行成本最低为目标,提出了可再生能源碱性-质子交换膜联合制氢系统多时间尺度优化策略。该策略依据系统中不同设备动态响应能力差异及其在系统中的具体功能,实行多时间尺度的运行调控策略。在日前阶段,构建了可再生能源碱性-质子交换膜联合制氢系统日前分布鲁棒优化模型。在日内阶段,采用滚动优化策略。在实时阶段,先通过超级电容平抑风光功率的剧烈波动,进而以最小化各设备出力调整变化量为目标,提出实时优化运行策略。算例结果表明,通过日前-日内-实时多时间尺度优化运行策略,可以提升系统的运行经济性。

关键词：碱性-质子交换膜联合制氢多时间尺度分布鲁棒滚动优化

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