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全功率小型变速抽水蓄能机组双层MPC虚拟惯量控制策略

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中国电力 2025年第2期58卷 216-226页

作者：许常昊关伟东王越张金帅王鹏周宁尚博文中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052

在配电侧发展微型可变速抽水蓄能,有利于以更为环保的方式提升配网消纳新能源的能力。提出一种全功率变速抽水蓄能机组双层模型预测控制(two layer model predictive control,TLMPC)虚拟惯量控制策略。该策略包含一个标准层模型预测控制... 详细信息

在配电侧发展微型可变速抽水蓄能,有利于以更为环保的方式提升配网消纳新能源的能力。提出一种全功率变速抽水蓄能机组双层模型预测控制(two layer model predictive control,TLMPC)虚拟惯量控制策略。该策略包含一个标准层模型预测控制(model predictive control,MPC)和辅助层MPC,标准层MPC基于确定的系统预测模型,产生最小化的频率偏差信号,传递给辅助层MPC,而辅助层MPC考虑光伏的随机性,以跟踪标准层MPC预测的频率偏差为目标,同时产生功率和导叶控制信号。通过对含有全功率抽水蓄能机组的系统进行仿真分析,表明了所提的控制策略具有良好的频率调节性能,有助于提升配电网的光伏消纳能力。

关键词：变速抽水蓄能机组全功率变流器虚拟惯量控制调频控制模型预测控制

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基于收缩自编码器和局部保持投影的机械故障特征提取

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现代制造工程 2025年第2期 84-93,137页

作者：郝宇星刘庆强东北石油大学电气信息工程学院大庆163318

局部保持投影算法的性能主要依赖于构造的最近邻图,而构造最近邻图时容易受到原始数据冗余信息的干扰,以及没有良好的依据选择合适的热核参数带来的影响,导致不能充分挖掘高维数据的局部结构信息,在低维嵌入过程中也易对噪声和异常值较... 详细信息

局部保持投影算法的性能主要依赖于构造的最近邻图,而构造最近邻图时容易受到原始数据冗余信息的干扰,以及没有良好的依据选择合适的热核参数带来的影响,导致不能充分挖掘高维数据的局部结构信息,在低维嵌入过程中也易对噪声和异常值较为敏感,影响其在故障诊断应用中的特征提取能力。针对以上问题,提出基于收缩自编码器和流形排序的局部保持投影算法(Locality Preserving Projections algorithm based on Contractive Auto-Encoder and Manifold Ranking,CAE-MRLPP),并用于机械设备故障诊断。首先,将样本标签信息和斯皮尔曼相关系数结合,预调整样本间距;其次,引入流形排序思想,根据样本点与邻域点在彼此邻域集中的排序位置信息以及二者的互邻个数信息来构造权重;最后,将收缩自编码器与基于流形排序的局部保持投影相融合,通过梯度下降法迭代优化求解出最优的投影矩阵,进而得到故障数据的低维表示。分别在滚动轴承数据集和抽油机数据集上进行了多项验证,故障识别准确度均在98%以上,表明该算法具有良好的特征提取能力,能够有效提高故障识别准确度,同时具有较好的鲁棒性和泛化能力。

关键词：局部保持投影特征提取故障诊断收缩自编码器抽油机滚动轴承

基于分割掩膜和双目视觉的鱼类体长测量方法研究

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中国农业科技导报(中英文) 2025年第2期27卷 116-124页

作者：朱铭劼廖薇徐震田伊林上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 上海工程技术大学机械与汽车工程学院上海201620

为了实现更高精度的水下鱼类体长测量,提出基于分割掩膜和双目视觉的鱼类体长测量方法。通过双目相机进行水下标定后获得水下图像;再使用U2-Net分割出鱼类目标的掩膜,经过立体校正以及SGBM(semi-global block matching)立体匹配算法后... 详细信息

为了实现更高精度的水下鱼类体长测量,提出基于分割掩膜和双目视觉的鱼类体长测量方法。通过双目相机进行水下标定后获得水下图像;再使用U2-Net分割出鱼类目标的掩膜,经过立体校正以及SGBM(semi-global block matching)立体匹配算法后生成鱼体表面的点云数据;最后通过在归一化以及点云拟合过程中增加噪声过滤,降低体长数据误差。结果表明,该方法经过水下标定后,精度提升2%左右;增加噪声过滤后,测量结果的误差在4%以内,相较于现有方法降低2%以上。并且,鱼体与相机夹角在60°以内时都能达到较高的测量精度,明显优于现有方法。以上研究结果为水产养殖中的鱼类无接触尺寸测量提供了可行的思路。

关键词：双目视觉 U2-Net 三维重建鱼体测量

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免耕播种机勒洛三角形镇压轮设计与试验

农机化研究 2025年第3期47卷 130-137页

作者：赵淑红田哲名刘佳明赵国鹏袁溢文杨悦乾东北农业大学工程学院哈尔滨150030

针对免耕播种机镇压轮在地表有残茬时,作业阻力大、作业后种沟土壤平整度差的问题,设计了一种勒洛三角形刚性镇压轮。以镇压轮的定宽高度和宽度为试验因素,以工作阻力、土壤平整度、土壤下陷量为指标,采用中心复合表面试验设计(Central ... 详细信息

针对免耕播种机镇压轮在地表有残茬时,作业阻力大、作业后种沟土壤平整度差的问题,设计了一种勒洛三角形刚性镇压轮。以镇压轮的定宽高度和宽度为试验因素,以工作阻力、土壤平整度、土壤下陷量为指标,采用中心复合表面试验设计(Central Composite Face-centered design, CCF)进行离散元仿真优化试验。对试验数据进行分析并得出回归模型,获得镇压轮最优结构参数。仿真结果表明:镇压轮定宽高度为274.75 mm、宽度为78.49 mm时,作业性能最优;此时,工作阻力为32.73 N、种沟土壤平整度为2.64 mm、土壤下陷量为14.25 mm。与传统镇压轮进行田间对比试验,结果表明:勒洛三角形镇压轮作业后,土壤密度为1.16 g/cm^(3),满足农作物生长所需条件;勒洛三角形镇压轮作业阻力比传统镇压轮减少9.1%、地表平整度提高15.3%。该研究为免耕播种机镇压轮的设计提供新的思路和借鉴。

关键词：免耕播种机镇压轮勒洛三角形离散元平整度定宽

数据增强和复杂特征优化的类不平衡病理嗓音检测

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应用声学 2025年第1期44卷 234-244页

作者：武雅琴张佳庆张涛山西农业大学软件学院晋中030800 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

该文以提高病理嗓音多分类准确性为目标,构建了一种基于数据增强和复杂特征优化的类不平衡病理嗓音检测系统。首先,对32种声学特征进行分析并将其归类为时域类特征和频域类特征;其次,采用改进的合成少数类过采样技术对数据集进行增广与... 详细信息

该文以提高病理嗓音多分类准确性为目标,构建了一种基于数据增强和复杂特征优化的类不平衡病理嗓音检测系统。首先,对32种声学特征进行分析并将其归类为时域类特征和频域类特征;其次,采用改进的合成少数类过采样技术对数据集进行增广与均衡处理;然后,结合高效相关性特征选择算法和盒图对多维声学特征进行融合优化,综合评估各特征的判别能力;最后,基于随机森林分类器,详细分析和验证不同特征组合的分类性能。结果表明,该文提出的融合优化特征集(To、Fatr、Jita、sAPQ、vAm、NHR)在随机森林分类器下,对声带小结、息肉、水肿及麻痹4种病理嗓音的分类性能表现优异,取得了88.6%的分类准确率、88.4%的召回率、88.4%的F1分数和99.7%的AUC值。

关键词：病理嗓音数据增强复杂特征高效相关性特征选择盒图

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一种用于高/低折射率微粒捕获的级联光镊

光学学报 2025年

作者：刘旭姚林枝姜春雷张明辉计兆麒施奇赞东北石油大学石油工程学院提高油气采收率教育部重点实验室东北石油大学电气信息工程学院

本文提出了一种用于高/低折射率微粒捕获与隔离操作的新型级联光镊。该装置由锥形光纤探针嵌套插入毛细微管内制成，通过将光力与毛细力相结合，实现了不同折射率微粒的稳定捕获。基于有限元仿真对光场分布及微粒受力进行了分析，研究... 详细信息

本文提出了一种用于高/低折射率微粒捕获与隔离操作的新型级联光镊。该装置由锥形光纤探针嵌套插入毛细微管内制成，通过将光力与毛细力相结合，实现了不同折射率微粒的稳定捕获。基于有限元仿真对光场分布及微粒受力进行了分析，研究了级联光镊在不同光功率和背景溶液折射率下的捕获能力，并进行了实验验证，采用980nm波长的激光，对酵母细胞、聚苯乙烯微球、二氧化硅微粒及磁性微粒进行了捕获与悬浮实验。实验结果显示，级联光镊对不同折射率微粒表现出良好的捕获性能。本文提出的级联光镊为生物医学领域中微粒的捕获和复杂环境下的隔离操作提供了新的技术手段。

关键词：级联光镊高/低折射率微粒捕获光力毛细力

基于COMSOL的射频与热风联合干燥条件下枣片质热传递耦合模型的建立与验证

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石河子大学学报(自然科学版) 2025年第01期 37-44页

作者：王强曹帅涛杨陈妍臧永镇姚雪东董万城黄勇石河子大学机械电气工程学院农业农村部西北农业装备重点实验室

为了揭示射频热处理对热风干燥效果的影响机理和枣片在干燥过程中水分与热量的动态变化。先通过对单一热风干燥（HA）及施加射频热处理的热风干燥（HA+RF）质热传递过程的理论分析,推导和建立了质热传递数学模型,确立了质热传递模型求... 详细信息

为了揭示射频热处理对热风干燥效果的影响机理和枣片在干燥过程中水分与热量的动态变化。先通过对单一热风干燥（HA）及施加射频热处理的热风干燥（HA+RF）质热传递过程的理论分析,推导和建立了质热传递数学模型,确立了质热传递模型求解所需参数的数学表征;然后利用COMSOL多物理场仿真软件对HA和HA+RF条件下枣片的质热传递过程进行有限元模拟仿真与分析,并进行了试验验证。结果表明:中心温度模拟值与试验值最大相差6.90℃,最小为0.01℃;表面温度模拟值与试验值最大相差1.77℃,最小相差0.30℃;HA和HA+RF枣片含水率模拟值与试验值相关系数R2分别为0.986、0.991,模拟结果与试验结果有较好的一致性,可为枣片干燥均匀性的研究及射频施加机制优选提供模型基础。

关键词：枣片质热传递耦合模型射频热处理 COMSOL

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高压脉冲电场处理对中国对虾抗氧化活性和蛋白质特性的影响

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食品与发酵工业 2025年第1期51卷 199-207页

作者：杨晨宇王肖园邓云陶宁萍李立邱伟强李峰金银哲上海海洋大学食品学院上海201306 食品热加工工程中心上海201306 上海交通大学农业与生物学院上海200240 上海电力大学电气工程学院上海200090

该研究目的是探讨不同高压脉冲电场处理对中国对虾抗氧化活性和蛋白质特性的影响。通过对脉冲电场处理(10~20 kV/cm,5~15 min)样品前后的总抗氧化能力、总还原能力、DPPH自由基清除能力、亚铁离子螯合能力以及虾青素含量的综合测定,衡... 详细信息

该研究目的是探讨不同高压脉冲电场处理对中国对虾抗氧化活性和蛋白质特性的影响。通过对脉冲电场处理(10~20 kV/cm,5~15 min)样品前后的总抗氧化能力、总还原能力、DPPH自由基清除能力、亚铁离子螯合能力以及虾青素含量的综合测定,衡量样品的抗氧化性强弱;对氨基酸含量、可溶性蛋白质含量和介电特性(1~10 GHz)的分析来探讨其对中国对虾蛋白质特性的影响。结果表明,高压脉冲电场处理能够提高虾肉的抗氧化能力,20 kV/cm条件下处理15 min时虾肉的总抗氧化活性、总还原能力、DPPH自由基清除能力以及亚铁离子螯合能力分别提升了15.88%、36.51%、62.14%和43.52%。在15 kV/cm和20 kV/cm电场强度下,虾青素含量和游离氨基酸含量随处理时间的增加逐渐上升(P<0.05),且虾青素含量最高增加了1.61倍,其含量变化与虾肉抗氧化活性变化显著相关(P<0.05)。此外,与未处理组相比,脉冲电场处理后虾肉中必需氨基酸与非必需氨基酸含量比值均显著提高(P<0.05);且介电常数随可溶性蛋白质含量的降低逐渐增加(P<0.05)。高压脉冲电场处理能够增强虾肉的抗氧化活性,提高蛋白质品质和氨基酸利用率,为中国对虾的加工方式和生物活性增强提供了新思路。

关键词：高压脉冲电场中国对虾抗氧化活性蛋白质特性虾青素氨基酸

基于深度学习的电气自动化系统运行故障状态快速预警方法

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电气技术与经济 2025年第1期 335-337页

作者：陈方逸东北电力大学电气工程学院

电气自动化系统涉及的设备种类繁多,故障信号往往隐藏在大量的正常运行数据中,使得故障信号的提取和识别变得困难。为此,本文提出一种电气自动化系统运行故障状态快速预警方法。故障主要是变压器绝缘故障和供电机组故障。应用深度学习... 详细信息

电气自动化系统涉及的设备种类繁多,故障信号往往隐藏在大量的正常运行数据中,使得故障信号的提取和识别变得困难。为此,本文提出一种电气自动化系统运行故障状态快速预警方法。故障主要是变压器绝缘故障和供电机组故障。应用深度学习框架中的自编码器完成变压器绝缘故障的预警。采用时频录波图谱分析方法,构建供电机组故障状态快速预警模型。实验结果表明:研究方法对于变压器绝缘故障和供电机组故障均具有理想的应用效果。

关键词：深度学习自编码器时频录波图谱电气自动化系统故障预警