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基于3D直线多特征描述的点云配准方法

激光与光电子学进展 2025年

作者：张正鹏刘建华谢欣余卜丽静程燕湘潭大学自动化与电子信息学院长城信息股份有限公司

当前点特征配准方法易受点云质量影响，计算量大且效率低；而线特征方法则特征描述单一，局限于二维变换，难以适应复杂的三维场景。对此，本文提出了一种基于3D直线多特征描述与匹配的点云配准方法。首先，利用多尺度曲率特征提取点云... 详细信息

当前点特征配准方法易受点云质量影响，计算量大且效率低；而线特征方法则特征描述单一，局限于二维变换，难以适应复杂的三维场景。对此，本文提出了一种基于3D直线多特征描述与匹配的点云配准方法。首先，利用多尺度曲率特征提取点云关键点，并采用两阶段拟合的方法提取关键点直线；然后，对所拟直线进行基于角度和距离的多特征表达，构建多特征描述符并匹配相似直线；最后，利用融合RANSAC思想的梯度下降法计算匹配直线之间的最优空间变换参数，进行空间变换完成配准。利用斯坦福3D点云数据库作为实验数据，与现有配准方法进行对比实验，结果显示，本文所提方法配准精度最高可达10-8m。此外，该方法配准效率和极端位置下的配准效果均明显优于其他对比方法。

关键词：点云配准三维直线提取线特征描述符梯度下降

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水电站水资源与发电联合优化调度研究综述

水利水电技术(中英文) 2025年

作者：刘宝权魏苗李霖苏佩超孙永红国家能源集团新疆吉林台水电开发有限公司国电南京自动化股份有限公司

水能作为一种可再生清洁能源，在电力供应领域起着不可替代的作用。由于水电站的特殊性，又承担了一定的水资源调配任务，如农业用水、工业用水、城市用水等供水任务，如何平衡水电站运行期间水资源调配和发电调度之间的矛盾是此领域的... 详细信息

水能作为一种可再生清洁能源，在电力供应领域起着不可替代的作用。由于水电站的特殊性，又承担了一定的水资源调配任务，如农业用水、工业用水、城市用水等供水任务，如何平衡水电站运行期间水资源调配和发电调度之间的矛盾是此领域的研究热点之一。在水电站运行过程中对水资源和发电进行联合优化调度是解决此问题的有效方式，本文是对近年来水电站水资源与发电联合优化调度领域研究成果的综述，并对未来研究的热点方向进行了探讨，可为相关研究提供参考。

关键词：水电站水资源发电联合优化调度

用于高场非对称离子迁移谱的高压射频方波电源研究

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质谱学报 2025年

作者：朱辰霄李鹏李灵锋张允晶周文苏州大学电子信息学院苏州微木智能系统有限公司中国兵器装备集团自动化研究所有限公司

高压射频脉冲电源是高场非对称离子迁移谱（FAIMS）的核心部件，为充分发挥FAIMS利用交替的高低电场下离子不同运动特性的分离机制，本文基于半桥拓扑电路，采用新一代的高压超级结-金属-氧化物半导体场效应晶体管（SJ MOS）作为电源核... 详细信息

高压射频脉冲电源是高场非对称离子迁移谱（FAIMS）的核心部件，为充分发挥FAIMS利用交替的高低电场下离子不同运动特性的分离机制，本文基于半桥拓扑电路，采用新一代的高压超级结-金属-氧化物半导体场效应晶体管（SJ MOS）作为电源核心器件，设计了一款高压射频方波电源。实验测试结果表明，该电源输出波形接近理想方波，峰-峰值达506 V，频率达1 MHz，功耗仅29 W。将该电源与实验室自建的FAIMS核心系统结合，对样品气体丙酮、水杨酸甲酯进行检测，研究FAIMS谱图特点与分离电压幅值、电源频率、载气流量的关系。结果表明，提升分离电压幅值能明显改善FAIMS分辨率，但会损失较大的灵敏度；通过增大电源频率能够在轻微损失分辨率的情况下有效提升FAIMS灵敏度。此外，增加载气流量也能改善灵敏度。本文设计的FAIMS分离电源具有高压高频输出、波形质量好、功耗低的特点，能稳定支持FAIMS进行离子筛选与分辨，对FAIMS小型化发展有实用价值。

关键词：高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS) 高场射频电源分辨率灵敏度

改进SABO-BP接触网复合绝缘子污闪电压预测模型

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哈尔滨工业大学学报 2025年

作者：王思华马圣易兰州交通大学自动化与电气工程学院

为快速、准确预测接触网复合绝缘子临界污闪电压，减少人工污秽试验工作量，提出了一种复合绝缘子污秽闪络电压预测模型。首先，利用黄金正弦（golden sine algorithm，GSA）与分段线性混沌映射（piecewise linear chaotic map，PWLCM... 详细信息

为快速、准确预测接触网复合绝缘子临界污闪电压，减少人工污秽试验工作量，提出了一种复合绝缘子污秽闪络电压预测模型。首先，利用黄金正弦（golden sine algorithm，GSA）与分段线性混沌映射（piecewise linear chaotic map，PWLCM）改进的减法平均优化器（subtraction average based optimizer，SABO）算法增强反向传播神经网络（back propagation，BP）的性能。其次，利用人工污秽试验获取10种不同复合绝缘子的闪络电压，收集相关试验参数。再次，依据Obenaus模型对复合绝缘子污秽闪络表现进行分析，利用斯皮尔曼（Spearman）相关系数法筛选了与复合绝缘子临界污闪电压密切相关的4个参数作为预测模型输入特征量，以预测复合绝缘子临界污闪电压。最后，利用五折交叉验证法对预测模型进行综合评估，并与常用智能优化算法预测模型的预测结果进行比较。结果表明： GSABO-BP模型预测复合绝缘子污闪电压平均绝对误差为1.244 kV，平均绝对百分比误差2.25%，模型可决系数稳定在 0.98 以上；与改进前的SABO-BP模型相比，预测值平均误差下降67.80%。GSABO-BP模型在复合绝缘子污闪电压预测上具有较高的预测精准度，对电气化铁路供电系统的防污保护工作具有重要意义。

关键词：接触网复合绝缘子相关系数法污秽试验闪络电压预测

基于自适应反正切非奇异终端滑模的水下机械臂轨迹跟踪控制

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控制与决策 2025年第1期40卷 205-213页

作者：范亚洲孙林祥白雪剑赵艺楠惠晓龙王宇广东电网有限责任公司电力科学研究院哈尔滨理工大学自动化学院辽宁工业大学电气工程学院中国科学院自动化研究所

针对水下机械臂的末端轨迹跟踪控制问题,提出一种自适应快速反正切非奇异终端滑模控制器.首先,基于莫里森方程建立考虑水作用效应的水下机械臂动力学模型;其次,结合非奇异终端滑模控制和反正切函数特性,设计一种快速反正切非奇异终端滑... 详细信息

针对水下机械臂的末端轨迹跟踪控制问题,提出一种自适应快速反正切非奇异终端滑模控制器.首先,基于莫里森方程建立考虑水作用效应的水下机械臂动力学模型;其次,结合非奇异终端滑模控制和反正切函数特性,设计一种快速反正切非奇异终端滑模控制器,并基于径向基神经网络预测系统的未知扰动;然后,通过李雅普诺夫理论验证所提控制方法可在有限时间内收敛到期望位置;最后,通过仿真实验验证所提控制方法的有效性.

关键词：水下机器人水下机械臂滑模控制自适应控制轨迹跟踪

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一种混匀矿智能化换堆的解决方案

烧结球团 2025年

作者：喻波李保俊闫龙飞陈晓霞杜胜宁波钢铁有限公司北京首钢自动化信息技术有限公司宁波大学信息科学与工程学院中国地质大学自动化学院

混匀矿作为烧结工序的核心原料,其前后两堆之间质量差异的有效识别和换堆管理对烧结矿的质量稳定性有着直接影响。本研究针对传统混匀矿换堆操作中存在的质量波动和操作效率低的问题,提出了一种智能化换堆解决方案。该方案通过整合原料... 详细信息

混匀矿作为烧结工序的核心原料,其前后两堆之间质量差异的有效识别和换堆管理对烧结矿的质量稳定性有着直接影响。本研究针对传统混匀矿换堆操作中存在的质量波动和操作效率低的问题,提出了一种智能化换堆解决方案。该方案通过整合原料场和烧结工序的数据通讯,建立混匀矿造堆配比和质量化验数据的线上传输处理系统,并在此基础上建立换堆计划编制、换堆操作、换堆质量调整与日常质量调整并行控制等智能控制模型,大幅降低了换堆操作的难度、提高了换堆控制的准确性。实施该方案后,换堆计划的编制时间从3 h以上缩短至0.5 h以内,操作员仅需通过简单的一键操作即可自动完成整个换堆过程;换堆当天的碱度稳定率平均提升了11.3%,FeO稳定率平均上升了4.4%。

关键词：混匀矿一键换堆智能烧结数据处理模型混匀矿换堆

基于辉光模型与SRLLIE算法的煤矿井下非均匀光照图像增强

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煤炭科学技术 2025年

作者：赵猛张帅赵敬民魏玉忠李正张俊明山东科技大学电气与自动化工程学院内蒙古上海庙矿业有限公司河海大学人工智能与自动化学院青岛地球软件技术有限公司

在煤矿井下环境中，受到大量悬浮煤尘和人工光源等因素的影响，常出现监控视频图像低亮度或照度不均等现象，导致视频图像降质严重。现有的井下图像增强方法效果不理想，出现近光点过曝，远光点失真等问题。为此，提出了一种基于辉光模... 详细信息

在煤矿井下环境中，受到大量悬浮煤尘和人工光源等因素的影响，常出现监控视频图像低亮度或照度不均等现象，导致视频图像降质严重。现有的井下图像增强方法效果不理想，出现近光点过曝，远光点失真等问题。为此，提出了一种基于辉光模型与SRLLIE算法的煤矿井下非均匀光照图像增强方法。主要包含三部分：利用辉光模型对图像进行降曝处理；结合SRLLIE算法生成照度图和反射图；优化照度图后基于Retinex模型求取增强图像。首先，通过光源（辉光）模型去除图像辉光影响，避免过曝光现象，获得去辉光后的低照度图像；在此基础上，改进低照度增强SRLLIE算法的目标函数，运用交替方向乘子法进行迭代求解，获得抑制过曝并保留结构细节的照度图和反射图，同时去除低照度噪声；然后，利用S型伽马校正函数优化照度图，再次抑制过曝区域，并提高低照度区域的亮度；最后，根据Retinex理论将优化后的照度图与去除噪声后的反射图进行点乘，得到最终的增强图像。为验证提出算法的有效性，选取相关算法进行对比分析。实验结果表明，提出算法在整体效果上优于其他算法，显著提升图像的对比度，有效解决煤矿井下图像存在的非均匀照度问题，改善煤矿井下监控图像的清晰度，为煤矿安全生产及智慧矿山的建设提供有利的决策支持。

关键词：辉光模型非均匀光照伽马校正函数低照度增强

计及用户响应特性的电动汽车充电站设备优化配置方法

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中国电力 2025年

作者：颜俊罗宇杰颜安贺伟韩涛杨军中国长江三峡集团有限公司武汉大学电气与自动化学院中国长江电力股份有限公司

电动汽车的迅猛发展带来了海量潜在的需求侧电网调节资源，因此亟须对现有充电站设备进行合理规划配置以适应辅助服务需求。考虑到用户充电行为的强随机性，提出一种计及用户响应特性的电动汽车充电站优化配置方法。首先，考虑不同用户... 详细信息

电动汽车的迅猛发展带来了海量潜在的需求侧电网调节资源，因此亟须对现有充电站设备进行合理规划配置以适应辅助服务需求。考虑到用户充电行为的强随机性，提出一种计及用户响应特性的电动汽车充电站优化配置方法。首先，考虑不同用户对时间和价格的异质化心理权重，基于韦伯费希纳定律计算用户满意度，进而构建用户响应特性模型；其次，基于不同类型用户响应结果，提出充电站负荷可调节边界计算方法；最后，考虑充电站参与辅助服务的收益，以综合效益最大为优化目标，构建充电站优化配置模型并求解。仿真结果表明：所提方法可以在准确刻画用户实际充电行为决策的基础上，实现充电站的最优配置，有效提高充电站包括辅助服务收益在内的综合运行效益。

关键词：电动汽车用户响应特性充电站优化配置韦伯费希纳定律辅助服务市场

CF3SO2F气体与Al（111）表面相容性及其分解特性模拟

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绝缘材料 2025年

作者：陈兴发郑宇任书波肖亚鹏郝东昕国网内蒙古东部电力有限公司建设分公司武汉大学电气与自动化学院

基于密度泛函理论研究了CF3SO2F气体分子与设备内部常见Al（111）表面之间的相互作用及CF3SO2F气体的分解机理。结果表明：CF3SO2F气体在正常工况下与Al（111）表面具有良好的相容性，CF3SO2F气体在设备存在缺陷时的典型分解气体主要包... 详细信息

基于密度泛函理论研究了CF3SO2F气体分子与设备内部常见Al（111）表面之间的相互作用及CF3SO2F气体的分解机理。结果表明：CF3SO2F气体在正常工况下与Al（111）表面具有良好的相容性，CF3SO2F气体在设备存在缺陷时的典型分解气体主要包括CF4和SO2。研究结果可为评估新型环保绝缘气体CF3SO2F的气-固相容性及稳定性提供理论参考。

关键词： CF SO F气体 Al(111)表面密度泛函理论气固相容性分解特性