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Gd^(3+)掺杂调控BiFeO_(3)-BaTiO_(3)高温无铅压电陶瓷的结构与性能

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材料工程 2024年第4期52卷 43-53页

作者：唐蓝馨王芳周治李双池左鑫李凌峰杨柳谭启陈渝成都大学机械工程学院成都610106 广东以色列理工学院材料科学与工程系广东汕头515063

用于监测航空发动机、重型燃气轮机等重大技术装备高温部件振动状态的压电加速度传感器,需要一种高居里温度压电陶瓷作为敏感元件,而电子元器件的无铅化是环境保护的迫切要求。采用传统的固相反应法制备一种Gd/Mn共掺杂的BF-BT((0.67BiF... 详细信息

用于监测航空发动机、重型燃气轮机等重大技术装备高温部件振动状态的压电加速度传感器,需要一种高居里温度压电陶瓷作为敏感元件,而电子元器件的无铅化是环境保护的迫切要求。采用传统的固相反应法制备一种Gd/Mn共掺杂的BF-BT((0.67BiFeO_(3)-0.33Ba_(1-x)Gd_(x)TiO_(3))+0.5%(质量分数)MnO_(2),x=0~0.02)高温无铅压电陶瓷,并研究Gd^(3+)掺杂浓度(x)对BF-BT陶瓷的相组成、微观结构、压电性能、介电弛豫行为及交流阻抗特征的影响。结果表明:所有样品均为单一钙钛矿结构,三方相(R)和四方相(T)共存,且T相含量随x增加而增加;适量的Gd^(3+)(x<0.02)固溶进入钙钛矿点阵之中能够促进BF-BT陶瓷晶粒的生长。掺杂Gd^(3+)的样品表现出增强的弛豫相变行为,相变温度(T_m)随x的增加而减小,而介电弛豫程度(ΔT_(relax))随x的增加而增大。采用R-CPE等效电路模型对BF-BT陶瓷的高温复阻抗谱(Cole-Cole图)进行拟合分析,发现样品在高温下的交流阻抗主要来自晶界的贡献。并且随着Gd^(3+)掺杂浓度的提高,样品的介电弛豫激活能不断增大,证实Gd^(3+)取代Ba^(2+)减少了晶格中氧空位浓度的施主掺杂效应。综合来看,x=0.01的样品具有最优的电学性能:T_(C)=425℃,d_(33)=126 pC/N,k_(p)=25.9%,tanδ=0.059,有望作为一种合适的高温压电材料被应用。

关键词： BiFeO_(3)-BaTiO_(3) 高温无铅压电陶瓷离子掺杂介电弛豫交流阻抗

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基于TDM-EfficientPhys的人脸视频HR检测方法

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光电子．激光 2024年第4期35卷 388-395页

作者：成向北张俊生王玉王明泉贺文靖商奥雪中北大学信息与通信工程学院山西太原030051 太原工业学院电子工程系山西太原030051

为了实现高精度的人脸视频心率(heart rate,HR)检测,本文提出了一种基于改进EfficientPhys网络的人脸视频HR检测方法:TDM-EfficientPhys。首先,引入时间导数网络(temporal derivative network,TDM-Net),有效地保留了远程光电容积脉博波... 详细信息

为了实现高精度的人脸视频心率(heart rate,HR)检测,本文提出了一种基于改进EfficientPhys网络的人脸视频HR检测方法:TDM-EfficientPhys。首先,引入时间导数网络(temporal derivative network,TDM-Net),有效地保留了远程光电容积脉博波描记术(remote photoplethysmography,rPPG)信号的时间特征。然后,调整EfficientPhys的Dropout参数,嵌入残差结构,有效地避免梯度消失和网络退化问题,并且将TDM-Net和改进后的EfficientPhys网络以跳跃连接的方式实现时序和空间信息的特征融合,提高检测精度。最后,使用两个公开的数据集PURE和UBFC-rPPG来验证本文所提出模型的有效性,实验表明,本文方法测试的均方根误差(RMSE)降低至2.387,平均绝对误差(MAE)降低至2.040,与现有的模型相比,本文方法显示了更好的网络性能和更精准的HR。

关键词：心率(HR)检测深度学习残差结构卷积神经网络

相干累加与AR滤波相结合的舰船轴频电场信号处理方法

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国防科技大学学报 2024年第3期46卷 229-236页

作者：程锦房谢昌奇张伽伟喻鹏海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430033 中国人民解放军92214部队浙江宁波315000 海军士官学校兵器系安徽蚌埠233000

针对采用电场传感器阵列测量舰船电场的应用场景,为提升目标轴频电场的信噪比,提出一种相干累加结合自回归(autoregressive,AR)模型滤波的方法对阵列电场信号进行处理。对测量得到的阵列电场信号进行时延补偿后累加,同时对环境电场信号... 详细信息

针对采用电场传感器阵列测量舰船电场的应用场景,为提升目标轴频电场的信噪比,提出一种相干累加结合自回归(autoregressive,AR)模型滤波的方法对阵列电场信号进行处理。对测量得到的阵列电场信号进行时延补偿后累加,同时对环境电场信号进行AR建模,并利用AR模型参数构造滤波器,以对累加后的信号实施滤波处理。为验证所提方法在低信噪比条件下的有效性,对实测阵列式电场信号进行处理,结果表明,所提方法能够在信噪比为-25.39 dB的条件下有效压制噪声频谱,保留轴频线谱,处理后信噪比提高约21.92 dB。

关键词：轴频电场阵列信号处理相干累加 AR模型滤波

二阶广义积分器对车网系统低频振荡的影响分析与抑制研究

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电网技术 2024年

作者：张炜璐吴思奇刘志刚西南交通大学电气工程学院香港理工大学电气与电子工程系

低频振荡在动车组列车和牵引网交互系统（简称车网系统）中频繁发生。作为动车组整流器的重要组成部分，二阶广义积分器（second-order generalized integrator，SOGI）也会对低频振荡产生影响，但其影响在以往的研究中尚未得到充分的... 详细信息

低频振荡在动车组列车和牵引网交互系统（简称车网系统）中频繁发生。作为动车组整流器的重要组成部分，二阶广义积分器（second-order generalized integrator，SOGI）也会对低频振荡产生影响，但其影响在以往的研究中尚未得到充分的说明。基于动车组整流器和牵引网的等效单输入单输出（single-input and single-output，SISO）阻抗模型，揭示了电压和电流SOGI对车网系统低频稳定性的影响。研究发现，两种SOGI的带宽都会影响动车组整流器的负电阻特性，从而影响车网系统的稳定性。此外，与电压SOGI带宽相比，系统稳定性受电流SOGI带宽影响更大。因此，为了有效抑制车网系统低频振荡，提出了一种基于陷波滤波器的电流SOGI（trap filter-based SOGI，TF-SOGI），以等效地调节电流SOGI的带宽。综合考虑系统动态响应速度和稳定性，对TF-SOGI进行了参数设计，并通过系统等效SISO阻抗Bode图，验证了所提出的TF-SOGI在低频振荡抑制方面优越性。最后，基于Starsim\HIL硬件在环仿真平台，进一步验证了理论分析的正确性和TF-SOGI在低频振荡抑制中的有效性。

关键词：高速铁路阻抗模型低频振荡二阶广义积分器车网系统

Cross-CNN:基于CNN和Transformer混合模型的动画跨帧线稿着色算法

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电子学报 2024年第7期52卷 2491-2502页

作者：余毅丰钱江波严迪群王翀董理宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315000 浙江省移动网应用技术重点实验室浙江宁波315000

对长序列的动画线稿帧进行着色是计算机视觉中一项具有挑战性的任务.一方面,线稿中包含的信息较为稀疏,需要着色算法对缺失的信息进行推断;另一方面,连续帧之间的色彩需要保持一致,以确保整个视频的视觉质量.现有的着色算法多数只针对... 详细信息

对长序列的动画线稿帧进行着色是计算机视觉中一项具有挑战性的任务.一方面,线稿中包含的信息较为稀疏,需要着色算法对缺失的信息进行推断;另一方面,连续帧之间的色彩需要保持一致,以确保整个视频的视觉质量.现有的着色算法多数只针对单张图片进行着色,这类算法只给出一个开放性的符合合理范围的色彩结果,无法适用于帧序列着色.另一些基于参考帧的着色算法,并没有将2帧之间的关系有机地联系起来,导致着色效果不够出色.在同一镜头序列中,同一对象的特征往往不会发生太大变化,因此,可以设计一个根据给定参考帧,即可给线稿自动着色的模型.为此,本文提出了基于CNN(Convolutional Neural Networks)和Transformer相结合的模型Cross-CNN,该模型能够从参考帧中寻找并匹配颜色,从而保证时间维度上的特征一致性.Cross-CNN模型参考帧和线稿帧在通道维度叠加,输入预训练的Resnet50网络提取局部融合特征,将融合特征图传给Transformer结构进行编码以提取全局特征.在Transformer结构中设计了交叉注意力机制更好地匹配远距离特征.最后使用带有跳层连接的卷积解码器完成着色图片输出.本文在数据集方面从8部电影中截取画面并经过严格筛选,最终制作了一个包含20000对二元组的数据集用于实验研究.Cross-CNN的SSIM(Structural SIMilarity)达到了0.932,高于SOTA算法0.014.本文算法代码链接:https://***/silenye/Cross-CNN.

关键词：线稿着色卷积神经网络 Transformer 颜色匹配动画制作

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基于反射率修正的柱透镜面形光谱共焦测量研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：李春艳刘畅刘继红李丹琳蒋杰伟西安邮电大学电子工程学院

实现柱透镜面形的精确测量，研究了反射率引起的面形测量误差。首先介绍了光谱共焦位移传感系统的工作原理，并在空间坐标系下利用柱透镜的结构参数，推导了系统的光谱响应，建立了柱透镜面形测量模型。然后，对各点反射率引起的光谱曲... 详细信息

实现柱透镜面形的精确测量，研究了反射率引起的面形测量误差。首先介绍了光谱共焦位移传感系统的工作原理，并在空间坐标系下利用柱透镜的结构参数，推导了系统的光谱响应，建立了柱透镜面形测量模型。然后，对各点反射率引起的光谱曲线谱峰漂移，从而引起的面形测量误差进行了理论研究及仿真分析，为修正透镜曲面反射率对测量结果的影响，提出采用S-G滤波及高斯拟合实现滤波和光谱信号峰值波长的提取，建立了反射率误差修正算法，最后通过搭建实验平台，完成了基于反射率修正的柱透镜面形测量。实验结果表明：修正前面形测量结果的平均绝对误差和均方根误差分别为9.18μm和9.79μm；修正后面形平均绝对误差和均方根误差分别为0.71μm和0.75μm，提高了面形测量精度，验证了理论分析的正确性及提出的反射率修正算法的有效性。本文的研究内容对光谱共焦位移传感系统测量曲面并提高测量精度具有一定指导意义。

关键词：面形测量反射率修正光谱共焦峰值漂移柱透镜

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水电机组数字孪生系统构想及应用展望

中国电机工程学报 2024年

作者：王渝红曹添高仕林陈颖郑宗生陈文晟周旭清华大学电机工程与应用电子技术系四川大学电气工程学院

随着中国水电快速发展，大规模水电机组在建模-运维-控制等方面面临的新问题逐步凸显。数字孪生可赋能水电机组多领域应用，有望解决水电机组的数字化建模与智能调控等多方面问题。为此，该文首先阐述了数字孪生应用于水电机组的必要性... 详细信息

随着中国水电快速发展，大规模水电机组在建模-运维-控制等方面面临的新问题逐步凸显。数字孪生可赋能水电机组多领域应用，有望解决水电机组的数字化建模与智能调控等多方面问题。为此，该文首先阐述了数字孪生应用于水电机组的必要性。基于必要性分析，构建了水电机组数字孪生系统框架并分析了其实施路径。其次，介绍了面向水电机组数字孪生系统的关键技术。最后，结合水电机组实际需求，探讨了数字孪生在水电机组全生命周期管理、故障诊断与健康管理、水电源网协调控制等领域的应用构想，以期为水电机组的多领域应用提供基于数字孪生的新方案。

关键词：水电机组数字孪生应用框架状态评估智能运维

融合多特征信息与GWO-SVM的机械关键设备故障诊断

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机械设计与制造 2024年

作者：宋玲玲王琳钟丽李晨曦鲁东大学信息与电气工程学院烟台职业学院电气与电子工程系山东理工大学机械工程学院

为了提高机械关键设备故障诊断的精度，建立机械关键设备故障诊断模型。文章提出一种融合机械关键设备故障信号多特征信息与灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization Algorithm，GWO)改进支持向量机(Support Vector Machine，SVM)(GWO-SVM... 详细信息

为了提高机械关键设备故障诊断的精度，建立机械关键设备故障诊断模型。文章提出一种融合机械关键设备故障信号多特征信息与灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization Algorithm，GWO)改进支持向量机(Support Vector Machine，SVM)(GWO-SVM)的机械关键设备故障诊断模型。首先，提取机械关键设备故障信号的时域特征、频域特征和多尺度加权排列熵特征，分别对比不同特征的机械关键设备故障诊断结果。其次，为提高SVM模型性能，运用GWO算法对SVM模型的惩罚参数P和核函数参数g进行优化选择，提出一种融合多特征信息与GWO-SVM的机械设备故障诊断模型。与GA-SVM、PSO-SVM和SVM相比，基于GWO-SVM的机械设备故障诊断模型的诊断精度最高。本文算法可以有效提高机械关键设备故障诊断正确率，为机械关键设备故障诊断提供了新的方法。

关键词：时域特征灰狼优化算法支持向量机频域特征多尺度加权排列熵

非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层热氧/湿热老化研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 207-215页

作者：梁玉陆国权梅云辉天津大学材料科学与工程学院天津300350 弗吉尼亚理工大学电气与计算机工程系美国黑堡镇24061 天津工业大学电气工程学院天津300387

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电... 详细信息

高压电力电子器件的发展对其绝缘封装提出了更高要求。提出一种可以提升功率器件高压绝缘性能的非线性电导调制绝缘涂层,并对其性能进行研究分析。首先研究了非线性电导调制SiC/环氧树脂复合材料的制备工艺方法,并研究了材料电导率随电场强度及温度的变化规律。之后采用非线性电导调制SiC/环氧树脂作为绝缘涂层封装器件,通过有限元电场仿真结合试验的方法,验证了复合材料对器件局部放电性能的改善效果,结果表明采用非线性电导调制SiC/环氧树脂封装的器件的电场峰值相较于对照组降低了38.6%,且局部放电试验结果表明,非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层可以将器件的局部放电起始电压提升44.9%以上。最后,对非线性电导调制SiC/环氧树脂绝缘涂层的长期可靠性进行了研究,通过热氧老化与湿热老化试验对其长期绝缘可靠性进行了试验验证,并从微观机理对试验结果进行分析。最终结果表明,采用非线性电导调制SiC/环氧树脂涂层封装的功率器件长期绝缘可靠性仍优于对照组。

关键词：非线性电导涂层局部放电绝缘材料功率器件封装