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具有谐振软开关的高增益耦合电感组合Boost-Zeta变换器

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1830-1842页

作者：孙瑄瑨荣德生王宁辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

该文提出一种适用于光伏发电系统的具有谐振软开关的高增益耦合电感组合Boost-Zeta变换器。该变换器是由Boost变换器与Zeta变换器组合并引入有源钳位支路和谐振耦合倍压单元而得到。所提变换器利用拓扑组合和耦合倍压技术实现了非常高... 详细信息

该文提出一种适用于光伏发电系统的具有谐振软开关的高增益耦合电感组合Boost-Zeta变换器。该变换器是由Boost变换器与Zeta变换器组合并引入有源钳位支路和谐振耦合倍压单元而得到。所提变换器利用拓扑组合和耦合倍压技术实现了非常高的电压增益。利用有源钳位支路,实现了所有开关管零电压开通。同时,利用二次绕组与谐振电容谐振实现了所有二极管的零电流关断,有效地解决了二极管反向恢复问题。分析变换器的工作原理,给出变换器的各项性能参数和软开关实现条件。所提变换器还可通过叠加倍压单元进一步提升电压增益。最后,搭建一台200 W实验样机,对理论分析进行了验证。

关键词：高增益耦合电感 Boost-Zeta变换器有源钳位谐振零电压软开关零电流软开关

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钛合金摩擦磨损性能及减磨方法研究进展

表面技术 2024年第12期53卷 1-21页

作者：刘雨薇吴霞陈纪云靳爽李淳孙园植中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

钛合金具有比强度高、抗腐蚀性强、耐高温以及生物相容性好等优点,在汽车制造、生物医疗等众多领域具有重要应用。但钛合金的摩擦磨损性能较差,会影响机械系统的使用寿命和可靠性。首先论述了摩擦磨损过程中摩擦层的形成过程以及摩擦层... 详细信息

钛合金具有比强度高、抗腐蚀性强、耐高温以及生物相容性好等优点,在汽车制造、生物医疗等众多领域具有重要应用。但钛合金的摩擦磨损性能较差,会影响机械系统的使用寿命和可靠性。首先论述了摩擦磨损过程中摩擦层的形成过程以及摩擦层对钛合金磨损机理的作用,分析了润滑条件、环境温度、滑动速度、载荷等工况条件对钛合金摩擦磨损性能的影响规律。其次,对比总结了钛合金减磨的常见工艺方法及优缺点,指出了当前钛合金磨损机理研究和性能改善方面存在的问题。最后,对今后的研究工作进行了展望:将实验与仿真相结合,阐明钛合金摩擦层和磨损机理的动态变化规律;考虑各种环境因素对钛合金磨损机理的影响,完善钛合金磨损机制图;通过对多种技术协同配合时的工艺参数进行优化,促进钛合金表面强化复合技术的发展,从而提升钛合金的耐磨减摩性能。

关键词：钛合金摩擦层磨屑摩擦氧化物摩擦磨损机理耐磨减摩表面处理

基于语义分割的带式输送机煤料运输区域检测算法

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计算机应用与软件 2024年第2期41卷 56-61,99页

作者：赵学军杨征闫雪中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

针对煤炭运输过程中,经常无法保持煤炭在带式输送机上的运量均匀,使得带式输送机长时间全速运转而造成电能浪费和设备无效磨损的问题,提出一种基于语义分割的带式输送机煤料运输区域检测算法。该算法在DeeplabV3+的基础上,根据特征通道... 详细信息

针对煤炭运输过程中,经常无法保持煤炭在带式输送机上的运量均匀,使得带式输送机长时间全速运转而造成电能浪费和设备无效磨损的问题,提出一种基于语义分割的带式输送机煤料运输区域检测算法。该算法在DeeplabV3+的基础上,根据特征通道之间的相互依赖关系,引入注意力机制,使用不同扩张率的卷积核获得多种尺度的语义信息,来精确分割出煤炭在带式输送机的运输区域。实验结果表明,该算法平均交并比(Mean Intersection over Union,MIoU)相比于DeeplabV3+算法提高1.24百分点,能够有效精准地分割出煤料的运输区域,为煤量估计工作提供有效的保障。

关键词：带式输送机煤量检测煤料运输区域语义分割注意力机制

基于多点电流电压信号的矿用照明供电系统短路保护研究

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煤炭工程 2024年第4期56卷 85-90页

作者：王红磊卢其威中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

针对矿用照明供电系统发生远距离短路故障时无法精准有效地检测难题,提出了一种检测不同位置多点电流信号保护方法。该方法将煤矿照明保护线路划分为多个区块,在不同区块发生不同故障时线路的电压与电流的大小会随之发生不同变化,以此... 详细信息

针对矿用照明供电系统发生远距离短路故障时无法精准有效地检测难题,提出了一种检测不同位置多点电流信号保护方法。该方法将煤矿照明保护线路划分为多个区块,在不同区块发生不同故障时线路的电压与电流的大小会随之发生不同变化,以此为依据可以判断出故障类型和短路点具体在那一区块,做出相应的保护措施。此种保护方法相比传统照明信号综合保护装置的短路检测方法其精确度得到很大提高,并且不受供电距离的影响,可以对短路故障定位故障发生的区块和故障分类,同时根据实际情况搭建出照明供电系统仿真模型,验证了上述方法的可行性。

关键词：煤矿照明综保短路故障多点检测 MATLAB仿真故障分类

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孔向和径向蜂窝梯度浸渍对比

复合材料科学与工程 2024年第6期 118-122,128页

作者：张亚发刘文言刘辰旭赵智斌中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

通过弓形法测试2~18 GHz电磁波孔向入射和径向入射炭黑分段梯度浸渍蜂窝的吸波性能,电磁波孔向入射炭黑涂料浸渍蜂窝吸波性能稳定,随着浸渍次数的增加,有阻抗匹配的最优浸渍次数,吸波性能优于径向入射蜂窝结构吸波性能。径向入射梯度浸... 详细信息

通过弓形法测试2~18 GHz电磁波孔向入射和径向入射炭黑分段梯度浸渍蜂窝的吸波性能,电磁波孔向入射炭黑涂料浸渍蜂窝吸波性能稳定,随着浸渍次数的增加,有阻抗匹配的最优浸渍次数,吸波性能优于径向入射蜂窝结构吸波性能。径向入射梯度浸渍蜂窝,由于蜂窝结构的各向异性,两个方向性能差异较大,蜂窝结构能增加电磁波在蜂窝腔体中的反射次数,随着浸渍次数增加,蜂窝结构的吸波性能先减弱后提升。同时,蜂窝高度对蜂窝性能有很大影响,增加孔向入射最后段浸渍蜂窝高度,整体蜂窝高度增加,蜂窝整体的吸波性能提升,阻抗匹配效果变好,此时增加各段阶梯浸渍次数,有最优的浸渍次数,阻抗匹配效果最好,吸波性能最佳。蜂窝结构被广泛应用于军事电磁隐身,梯度浸渍能有效提升阻抗匹配效果,径向梯度浸渍蜂窝应对电磁波大角度入射有很大的发展前景。

关键词：蜂窝结构梯度浸渍径向入射孔向入射炭黑浸渍复合材料

一种三相线电压级联单位功率因数整流器负载不均衡特性分析及电压均衡控制策略

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电工技术学报 2024年第2期39卷 525-540页

作者：王聪刘霞程红孔佳仪陈婷中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 贵州工程应用技术学院机械学院毕节551700 北京印刷学院机电工程学院北京102627 河北工业大学电气工程学院天津300130

该文对一种由三个三相单开关整流器线电压级联构成的三相单位功率因数整流器的负载不均衡特性和输出电压均衡控制策略进行分析和研究,首先详细阐述此类整流器在三个直流侧负载不均衡时,交流输入端电流能自动保持均衡的独特特性及相应工... 详细信息

该文对一种由三个三相单开关整流器线电压级联构成的三相单位功率因数整流器的负载不均衡特性和输出电压均衡控制策略进行分析和研究,首先详细阐述此类整流器在三个直流侧负载不均衡时,交流输入端电流能自动保持均衡的独特特性及相应工作机理;然后研究系统整体分层控制策略。在传统的基于电压外环PI控制、电流内环PR控制的上层控制基础上,针对各整流模块参数不一致及负载功率不一致引起的各模块输出电压不均衡问题,通过加入偏差因子调制波补偿的底层控制,实现了对每个模块输出功率的独立调节,进而实现了各整流模块输出电压的均衡控制。仿真和实验结果验证了所研究拓扑结构的优越性和控制策略的可行性。

关键词：线电压级联负载不均衡功率自均衡 PR控制电压均衡控制

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复杂退化模型下图像超分辨率算法综述

郑州大学学报（理学版） 2024年第4期56卷 1-10页

作者：陈伟吴凡田子建刘珏廷中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

图像的超分辨率(super-resolution,SR)一直以来是计算机视觉(computer vision,CV)领域的一项热门的研究方向,它旨在从单张或多张低分辨率图像中通过一系列的图像处理和深度学习技术,重建带有丰富边缘纹理等细节特征的高分辨率图像。自... 详细信息

图像的超分辨率(super-resolution,SR)一直以来是计算机视觉(computer vision,CV)领域的一项热门的研究方向,它旨在从单张或多张低分辨率图像中通过一系列的图像处理和深度学习技术,重建带有丰富边缘纹理等细节特征的高分辨率图像。自从深度卷积神经网络应用于图像超分辨率算法后,其性能相较于传统的基于重构和基于样例的SR算法有了非常大的提升。然而,目前的SR算法在实际场景应用、算法性能、模型质量评估标准等方面仍然需要改良和优化。因此,为推进图像超分辨率技术的发展,总结并分析了基于深度学习的SR算法。首先,将目前主流的SR算法分为基于卷积神经网络、基于生成对抗网络、基于Transformer这三类;其次,详细评述了每一类算法的网络结构、算法优缺点、算法特色及适用场景等;然后,对常见的超分辨率数据集及各种评价指标进行阐述,重点比较了不同SR算法在各类数据集上的性能;最后,总结了图像超分辨率目前研究所面临的问题并探讨了图像超分辨率的未来研究方向。

关键词：深度学习超分辨率卷积神经网络生成对抗网络图像质量评价

基于FRL-Net的高鲁棒性多尺度小样本轨道入侵异物检测方法研究

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仪器仪表学报 2024年第1期45卷 239-249页

作者：赵宗扬康杰虎吴斌叶涛张振天津大学精密测量技术及仪器全国重点实验室天津300072 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083

针对轨道入侵异物严重威胁行车安全,而基于广义深度学习的目标检测方法无法打破大数据驱动的训练壁垒、小样本目标检测方法在复杂轨道环境中对多尺度入侵异物检测能力差、鲁棒性低等问题,本文提出了一种高鲁棒性多尺度小样本轨道入侵异... 详细信息

针对轨道入侵异物严重威胁行车安全,而基于广义深度学习的目标检测方法无法打破大数据驱动的训练壁垒、小样本目标检测方法在复杂轨道环境中对多尺度入侵异物检测能力差、鲁棒性低等问题,本文提出了一种高鲁棒性多尺度小样本轨道入侵异物检测模型。该模型采用元学习策略,通过多尺度小样本入侵异物特征提取模块增强模型对于不同尺度小样本异物特征的表达能力。使用轨道入侵异物元特征精准重加权模块对小样本异物的元特征进行精准优化。提出小样本轨道入侵异物检测优化模块进一步提升模型的检测性能。实验结果表明,该模型在7-way 30-shot的小样本轨道异物检测任务中的平均检测精度为81.8%,比FSRW高3.2%,更适合在实际轨道环境中检测多尺度小样本入侵异物。

关键词：轨道入侵异物元学习小样本目标检测多尺度深度学习

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基于Transformer和自适应特征融合的矿井低照度图像亮度提升和细节增强方法

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 297-310页

作者：田子建吴佳奇张文琪陈伟周涛杨伟王帅中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 国家矿山安全监察局内蒙古局内蒙古呼和浩特010010

高质量矿井影像为矿山安全生产提供保障,也有利于提高后续图像分析技术的性能。矿井影像受低照度环境的影响,易出现亮度低,照度不均,颜色失真,细节信息丢失严重等问题。针对上述问题,提出一种基于Transformer和自适应特征融合的矿井低... 详细信息

高质量矿井影像为矿山安全生产提供保障,也有利于提高后续图像分析技术的性能。矿井影像受低照度环境的影响,易出现亮度低,照度不均,颜色失真,细节信息丢失严重等问题。针对上述问题,提出一种基于Transformer和自适应特征融合的矿井低照度图像亮度提升和细节增强方法。基于生成对抗思想搭建生成对抗式主体模型框架,使用目标图像域而非单一参考图像驱动判别器监督生成器的训练,实现对低照度图像的充分增强;基于特征表示学习理论搭建特征编码器,将图像解耦为亮度分量和反射分量,避免图像增强过程中亮度与颜色特征相互影响从而导致颜色失真问题;设计CEM-Transformer Encoder通过捕获全局上下文关系和提取局部区域特征,能够充分提升整体图像亮度并消除局部区域照度不均;在反射分量增强过程中,使用结合CEM-Cross-Transformer Encoder的跳跃连接将低级特征与深层网络处特征进行自适应融合,能够有效避免细节特征丢失,并在编码网络中添加ECA-Net,提高浅层网络的特征提取效率。制作矿井低照度图像数据集为矿井低照度图像增强任务提供数据资源。试验显示,在矿井低照度图像数据集和公共数据集中,与5种先进的低照度图像增强算法相比,该算法增强图像的质量指标PSNR、SSIM、VIF平均提高了16.564%,10.998%,16.226%和14.438%,10.888%,14.948%,证明该算法能够有效提升整体图像亮度,消除照度不均,避免颜色失真和细节丢失,实现矿井低照度图像增强。

关键词：图像增强图像识别生成对抗网络特征解耦 Transformer