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基于改进YOLOv7的复杂果园环境下苹果识别

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中国农业科技导报(中英文) 2025年

作者：张伟侯畅陈雪何思毅陈勇南京林业大学机械电子工程学院

针对复杂果园环境下的苹果识别准确率低、效率低的问题，提出了一种改进的YOLOv7模型。首先，引入MobileNet V3作为模型的骨干网络，减少网络参数；其次，引入SimAM注意力机制，更有效地提取苹果特征；再次，将损失函数改为可伸缩交并... 详细信息

针对复杂果园环境下的苹果识别准确率低、效率低的问题，提出了一种改进的YOLOv7模型。首先，引入MobileNet V3作为模型的骨干网络，减少网络参数；其次，引入SimAM注意力机制，更有效地提取苹果特征；再次，将损失函数改为可伸缩交并比损失函数，提高模型的训练速度和识别能力；最后，使用k-means++算法改进初始锚框尺寸，提升对近距离苹果的识别能力。结果表明，改进的YOLOv7模型的准确率、平均精度均值比原模型分别提高3.5%、1.1%，识别时间减少0.003 4 s·幅-1；对比Faster R-CNN、YOLOv5和YOLOX模型，改进的YOLOv7模型的综合性能最好；在复杂光照和遮挡情况下，改进的模型表现出极强的适应性和鲁棒性。改进的模型能够满足苹果采摘机器人在复杂果园环境下的识别要求，为苹果采摘的研究奠定基础。

关键词：复杂果园环境苹果识别 YOLOv7 MobileNet V3 SimAM注意力机制损失函数

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旋拧式油茶果采摘末端执行器的研制与试验

林业工程学报 2025年

作者：甄乾广王金鹏周宏平何萌周磊南京林业大学机械电子工程学院

为了解决现有油茶果采摘装置体积大、花苞和枝条损伤大等问题，本研究面向油茶果精准采摘的需求提出了一种适用于油茶果采摘机器人的变直径、多果实采摘方法，设计了轻巧紧凑的末端执行器方案。该末端由减速电机带动驱动轮转动，3根三... 详细信息

为了解决现有油茶果采摘装置体积大、花苞和枝条损伤大等问题，本研究面向油茶果精准采摘的需求提出了一种适用于油茶果采摘机器人的变直径、多果实采摘方法，设计了轻巧紧凑的末端执行器方案。该末端由减速电机带动驱动轮转动，3根三角形布置的弹性带分别将动力从驱动轮传递到6个呈正六边形布局的从动轮，每个带轮带动与其固定连接的手指转动，该设计使末端执行器的整体质量为1.2 kg。进行了油茶果分离所需的拉力和扭力的测量试验，发现最大扭力为0.066 N·m，最大拉力为25.4 N，为末端执行器的结构设计提供了依据。试制了旋拧式油茶果采摘末端执行器的物理样机，并分别进行了油茶果采摘室内试验和果园试验，在实验室采摘平台上进行的60组模拟采摘试验得到果实的平均采摘成功率达到78.33%，花苞损伤率低于5%。果园实地采摘试验发现，电机转速222 r/min为最佳采摘转速，此时平均采摘成功率为70%，不考虑视觉定位油茶果的耗时，末端执行器单果的采摘时间为3～5 s，对花苞损伤低于5%。

关键词：油茶果柔性末端执行器旋拧采摘精确采摘

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基于改进YOLOv8的遥感图像检测算法

电子测量技术 2025年第03期 52-59页

作者：宋树成程换新青岛科技大学自动化与电子工程学院

针对小目标在遥感图像中的局限性，如图像背景复杂、小目标分布密集、目标尺度多样等问题，本文提出了一种基于YOLOv8n的改进算法。首先，设计了一个多尺度空洞注意力模块，在主干网络中引入多尺度空洞注意力机制与C2f模块结合，以有效... 详细信息

针对小目标在遥感图像中的局限性，如图像背景复杂、小目标分布密集、目标尺度多样等问题，本文提出了一种基于YOLOv8n的改进算法。首先，设计了一个多尺度空洞注意力模块，在主干网络中引入多尺度空洞注意力机制与C2f模块结合，以有效捕捉多尺度的语义信息并减少自注意力机制的冗余；其次，设计了一个残差快速卷积模块，减小模型计算量并提高特征提取能力；最后，使用PIoU v2-Iou损失函数代替CIOU损失函数，提升模型的检测精度。通过在DOTA、RSOD和VisDrone2019数据集上的实验结果显示，改进后YOLOv8n模型与原模型YOLOv8n相比，mAP分别提升了2.7%、3.3%和3.8%,计算量降低了0.5 GFLOPs,验证了新算法的有效性。

关键词：遥感图像 YOLOv8 多尺度空洞注意力机制损失函数

提高新能源基地电压支撑能力的构网型场站与无功源优化配置方法

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华北电力大学学报(自然科学版) 2025年

作者：赵冬梅白俊辉刘涵枫裴建楠徐辰宇华北电力大学电气与电子工程学院

“沙戈荒”新能源基地是构建新型电力系统的重要组成部分。然而，在就地无常规电源支撑的场景下，新能源基地的电压支撑能力不足，暂态电压越限等问题极为突出，基地的安全稳定性以及新能源外送消纳能力面临极大挑战。首先针对新能源基... 详细信息

“沙戈荒”新能源基地是构建新型电力系统的重要组成部分。然而，在就地无常规电源支撑的场景下，新能源基地的电压支撑能力不足，暂态电压越限等问题极为突出，基地的安全稳定性以及新能源外送消纳能力面临极大挑战。首先针对新能源基地静态电压支撑能力不足问题，分析跟/构网型变流器的特性及构网型场站的电压支撑提升作用，提出提高基地电压支撑强度的构网型场站的配置方法。然后在此基础上针对新能源基地暂态电压越限问题，建立了新能源场站和换流站无功协同优化配置模型，使用多目标优化算法求解无功配置容量，以提高新能源基地暂态电压稳定性。最后在DigSILIENT中根据西北某地区实际电网，构建就地无常规电源支撑的新能源基地直流外送模型，验证所提方法的有效性。

关键词：新能源基地就地无常规电源支撑构网型场站无功协同优化

考虑阶梯型碳交易和条件风险价值的虚拟电厂经济调度

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华北电力大学学报(自然科学版) 2025年

作者：苏海锋董鑫星孙明皓华北电力大学电气与电子工程学院

“双碳”背景下，分布式能源的装机容量增加，其出力的随机性和不确定性给电力系统带来了严峻挑战。为此，提出了一种考虑阶梯型碳交易和条件风险价值的虚拟电厂在电力市场环境下的两阶段调度方法，利用虚拟电厂可以整合多种分布式能源... 详细信息

“双碳”背景下，分布式能源的装机容量增加，其出力的随机性和不确定性给电力系统带来了严峻挑战。为此，提出了一种考虑阶梯型碳交易和条件风险价值的虚拟电厂在电力市场环境下的两阶段调度方法，利用虚拟电厂可以整合多种分布式能源的特性，不仅可以参与电力市场获取收益，还可以参与碳交易市场降低碳排放量。构建了考虑运行成本、阶梯式碳交易成本和风险成本的调度目标函数。日前阶段，基于预测信息和碳交易市场成本，制定最优调度策略；日内阶段，用k-means聚类模拟风光的出力不确定性，再采用条件风险价值度量不确定性带来的风险，同时跟踪参考日前出力，以减小偏差惩罚，完成日内调度。最后通过算例分析表明该模型能有效降低虚拟电厂的碳排放量，使调度结果更具低碳性和实用性。

关键词：虚拟电厂阶梯式碳交易条件风险价值两阶段调度电力市场

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双轨式油茶果采摘机器人的动力轨道平台设计

林业工程学报 2025年第02期10卷 138-146页

作者：陈吉朋王凯陈佳佳周宏平南京林业大学机械电子工程学院

油茶是我国特有的木本油料之一。现阶段，油茶果主要由人工采收，成本高、效率低，制约了油茶产业的发展。为提高油茶采收的智能化水平、实现油茶果的机器采收作业，提出了一种双轨式油茶果采摘机器人的动力轨道平台；分析了采摘机器人... 详细信息

油茶是我国特有的木本油料之一。现阶段，油茶果主要由人工采收，成本高、效率低，制约了油茶产业的发展。为提高油茶采收的智能化水平、实现油茶果的机器采收作业，提出了一种双轨式油茶果采摘机器人的动力轨道平台；分析了采摘机器人及其动力轨道的基本设计需求，给出了总体设计方案。对采摘机器人搭载平台、行走驱动装置、驱动电机等关键部件进行了详细的计算和选型；基于SolidWorks对不同结构参数下的轨道进行了应力-应变仿真；利用ADAMS开展轨道平台的运动学仿真，对其行走特性进行了分析和研究；借助ANSYS软件对动力轨道平台机架部位进行了模态分析。设计了动力轨道平台的控制单元，分析了动力轨道平台的控制流程。完成了双轨式油茶果采摘机器人的动力轨道平台样机试制，并进行了样机运行试验。试验结果表明，所设计的双轨式油茶果采摘机器人动力轨道平台，可搭载机器人完成户外环境下的油茶果采摘，具有可行性。

关键词：油茶果采摘机器人双轨式轨道平台

含齿轮变速与链式传动机构的斜坡重力储能系统能效分析模型与实验验证

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储能科学与技术 2025年第02期14卷 688-698页

作者：高天王祖凡方舒扬张佑康张连成黄永章赵海森华北电力大学电气与电子工程学院北华航天工业学院电子与控制工程学院

为了研究传送链式斜坡重力储能系统(transmission chain slope gravity energy storage system,TCSGESS)充放电过程的能量转换效率及各环节损耗占比，针对系统质量块移动、机械传动以及电气驱动环节，推导了各环节损耗数学表达式及相应... 详细信息

为了研究传送链式斜坡重力储能系统(transmission chain slope gravity energy storage system,TCSGESS)充放电过程的能量转换效率及各环节损耗占比，针对系统质量块移动、机械传动以及电气驱动环节，推导了各环节损耗数学表达式及相应的能效计算方法，在此基础上，建立了基于MATLAB/Simulink的TCS-GESS能效分析模型。以一套2.2 kW重力储能样机为例，设计了充放电工况下的实验方案并实测了不同负载条件下系统各环节能效，从速度、机械功率、充放电功率、传动损耗以及电机损耗五个维度与能效计算结果进行对比，验证了能效分析模型的准确性与实用性。结果显示，随负载增加系统效率逐渐提高，其中链条损耗占比较大，齿轮箱和齿轮盘损耗变化不大且占比较小，电机损耗占比中等且充/放电工况下随着加载均有所增加。额定负载工况下充放电效率分别为59.5%和37.4%，系统效率为23.2%；进一步对具有相同传动机构、不同功率等级下重力储能系统充放电效率进行预测，结果表明系统容量低于1 MW时充放电效率将低于68%，容量高于10 MW时系统能效提升潜力有限，即采用文中传动机构的重力储能单机系统最佳功率范围宜选取在1～10 MW。

关键词：重力储能系统(GESS) 链式传动损耗计算能效模型

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高压下Fe_(2)S的相变及热力学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 102-107页

作者：余柏树焦亩鑫杨学楠曾召益重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331

本文采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法研究了高压下Fe_(2)S的结构相变、弹性性质和热力学性质.计算表明,当压强增加到124±10 GPa时,Fe_(2)S(Co_(2)P型)的晶格常数发生了突变,轴向比c/a从1.20跃迁到1.35,向C37结构(Co_(2)Si型)转变... 详细信息

本文采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法研究了高压下Fe_(2)S的结构相变、弹性性质和热力学性质.计算表明,当压强增加到124±10 GPa时,Fe_(2)S(Co_(2)P型)的晶格常数发生了突变,轴向比c/a从1.20跃迁到1.35,向C37结构(Co_(2)Si型)转变.弹性模量的计算结果也证实了Fe_(2)S的这一结构相变.根据弹性模量,获得了高压下Fe_(2)S的声速,相对于纯Fe,S元素提升了纵波声速.通过准谐德拜模型预测了200 GPa,2000 K范围内Fe_(2)S的热力学性质.

关键词：相变弹性性质热力学性质第一性原理

含海上风电制氢与碳-绿证交易的综合能源调度

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重庆理工大学学报(自然科学) 2025年第1期39卷 236-244页

作者：赵国廖新宇邹杰丞饶章展鹏任祁源湖北工业大学电气与电子工程学院武汉430068

海上风电制氢技术是实现碳中和目标的重要途径,也是提升风电利用率的有效措施。为此,提出一种计及海上风电制氢和碳-绿证联合交易的综合能源系统随机优化调度策略。首先,探究了海上风电制氢技术以及输氢、储氢系统的运行机理,构建了海... 详细信息

海上风电制氢技术是实现碳中和目标的重要途径,也是提升风电利用率的有效措施。为此,提出一种计及海上风电制氢和碳-绿证联合交易的综合能源系统随机优化调度策略。首先,探究了海上风电制氢技术以及输氢、储氢系统的运行机理,构建了海上风电制氢优化模型,并针对氢能的多方面利用,建立了含氢转热电、氢制甲烷、燃气混氢的氢能多环节利用模型。其次,研究了碳交易机制和绿证交易机制的互认机理,发挥绿证背后的碳减排特性。最后,针对海上风电较强的不确定性,综合考虑经济性和低碳性,以系统运行成本最小为优化目标,构建综合能源系统随机优化调度模型。算例分析结果表明,所提出的模型可有效促进海上风电消纳和提高能源利用率,实现了系统低碳、经济运行。

关键词：海上风电制氢碳-绿证互认交易机制氢能多环节利用随机优化综合能源系统

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