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基于卷积变分自编码和多头自注意力机制的断路器剩余机械寿命预测

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仪器仪表学报 2024年第3期45卷 106-118页

作者：孙曙光王泽伟陈静黄光临王景芹河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 温州聚星科技股份有限公司温州325062 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300130

针对万能式断路器退化过程的不确定性,考虑到振动信号对机械性能退化的完善表征,提出了一种基于卷积变分自编码(CVAE)和多头自注意力机制(MSA)的断路器分闸机械机构寿命预测方法。首先依据断路器不同的事件区间提取参数特征,再通过CVAE... 详细信息

针对万能式断路器退化过程的不确定性,考虑到振动信号对机械性能退化的完善表征,提出了一种基于卷积变分自编码(CVAE)和多头自注意力机制(MSA)的断路器分闸机械机构寿命预测方法。首先依据断路器不同的事件区间提取参数特征,再通过CVAE挖掘信号成分中的深度特征,将参数特征与深度特征融合得到完备退化特征,最后建立GRU-MSA的定量寿命预测模型,引入了多头自注意力机制,在多个不同表征子空间中捕捉信号的不同依赖关系,对重要的时间步赋予更大的权重。最后利用3台试品的振动信号测量数据对所提断路器分闸机械机构寿命预测方法进行测试,结果表明,所提出的方法在3个数据集中寿命预测均方根误差(RMSE)分别为141.46、128.75和134.16,平均绝对误差(MAE)分别为112.17、101.52和106.22,预测精度高且稳定性好,相对于其他混合预测模型更具优势。

关键词：万能式断路器卷积变分自编码多头自注意力机制剩余寿命预测

基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法

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模式识别与人工智能 2024年第8期37卷 692-702页

作者：王伟家张宇王京华徐勇哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院深圳518055 河钢数字技术股份有限公司智能装备事业部石家庄053099

相对实际应用需求而言,现有的钢材表面缺陷检测算法存在检测速度较慢、准确率较低等问题.因此,文中提出基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法.首先,将原有的骨干网络替换为轻量化网络,引入跨阶段局部结构,实现梯度的有效传播... 详细信息

相对实际应用需求而言,现有的钢材表面缺陷检测算法存在检测速度较慢、准确率较低等问题.因此,文中提出基于改进RetinaNet的轻量化钢材表面缺陷检测算法.首先,将原有的骨干网络替换为轻量化网络,引入跨阶段局部结构,实现梯度的有效传播和轻量化.然后,采用深度可分离卷积替换传统卷积层,进一步降低参数量,提高检测速度.为了弥补轻量化导致的算法精度下降问题,提出基于跨阶段局部结构的空间金字塔池化机制,融合不同尺度的特征,有效提升算法的检测精度.在NEU-DET数据集和自建的HBIS数据集上的实验表明,相比已有的缺陷检测算法,文中算法在精度更高的同时,达到更快的检测速度,相应的软硬件系统满足生产线的实时在线检测要求并已上线运行.

关键词：轻量化建模目标检测跨阶段局部结构钢材表面缺陷检测

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凌云光AI+Vision引领印刷业革新

中国印刷 2024年第4期 29-30页

作者：李宁凌云光技术股份有限公司智能工业事业部

通过持续的产品创新,我们相信在下一次德鲁巴展会上,将能与国际厂商和世界级客户建立更加紧密的合作关系,进一步提升中国企业在全球市场的竞争力和影响力。

关键词：国际厂商印刷业竞争力世界级影响力

坚硬顶板动压巷道远近应力场演化规律及调控技术研究

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煤炭科学技术 2024年

作者：何杰程蓬吴乐范军平煤炭科学研究总院开采研究分院中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室华阳新材料科技集团有限公司智能矿山事业部

针对坚硬顶板强动压巷道围岩变形破坏难控制的问题，以寺家庄15119回风巷为工程背景，采用理论分析、现场实测、数值模拟与工业试验的综合研究方法，研究了坚硬顶板回采巷道远近应力场演化规律及调控技术。研究表明：15119回风巷在留设... 详细信息

针对坚硬顶板强动压巷道围岩变形破坏难控制的问题，以寺家庄15119回风巷为工程背景，采用理论分析、现场实测、数值模拟与工业试验的综合研究方法，研究了坚硬顶板回采巷道远近应力场演化规律及调控技术。研究表明：15119回风巷在留设25m煤柱时由于坚硬顶板难垮落造成远场应力集中，且在演化过程中加剧了巷道围岩近场应力环境恶化，这是致使该类巷道围岩变形破坏的问题所在。巷道围岩远近应力场存在紧密的相互作用关系，远场的应力能够引起近场应力范围和大小的变化，从而对巷道围岩的变形与破坏时效及范围产生影响。基于此，提出了巷道围岩的远场与近场应力场调控原理，即在通过工程干预手段有效地调控远近应力场的分布、传导途径及其相互作用，以此实现围岩应力环境的优化和巷道稳定性的增强。依据该原理，提出了“无煤柱留墙掘巷+切顶卸压+强力支护”远近应力场调控技术方案，新方案先调整15119回风巷至邻近15117工作面1.5m处的低应力区，然后在15117进风巷顶板水压裂预制裂缝卸压调控远场应力分布与传播途径，最后强化15119回风巷围岩支护，优化近场应力环境。工业性试验表明：新方案能够有效减弱远场应力对近场应力的叠加作用，新方案中压裂对应的15119回风巷顶底板移近量最大460mm，两帮收缩量最大为430mm，断面收缩率降低了26.1%。巷道围岩远近场应力调控方案取得了良好的控制效果，可为类似巷道提供理论依据与技术参考。

关键词：坚硬顶板采动巷道远近应力场无煤柱水力致裂卸压-支护

Micro-LED芯片激光去除机理及工艺参数优化

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光学精密工程 2024年第9期32卷 1360-1370页

作者：乔健吴振铎彭信翰冉雨宣杨景卫佛山科学技术学院广东省工业智能检测技术重点实验室广东佛山528000 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司广东深圳518000 季华实验室广东佛山528200

为提高面板级Micro-LED显示面板的制造质量,需要对不良Micro-LED芯片进行原位去除与修复,利用COMSOL建立激光双温烧蚀模型,开展了Micro-LED不良芯片激光去除机理和工艺参数的优化。通过单脉冲激光对MicroLED芯片烧蚀所形成表面光斑的直... 详细信息

为提高面板级Micro-LED显示面板的制造质量,需要对不良Micro-LED芯片进行原位去除与修复,利用COMSOL建立激光双温烧蚀模型,开展了Micro-LED不良芯片激光去除机理和工艺参数的优化。通过单脉冲激光对MicroLED芯片烧蚀所形成表面光斑的直径平方来推算Micro-LED的烧蚀阈值,拟合出激光参数与烧蚀深度的关系,并对双温烧蚀模型的准确性进行验证;分析了激光光斑重叠率、能量密度和不同扫描路径下对应芯片的烧蚀特征及去除机理,结合双温烧蚀模型完成了激光扫描路径及对应工艺参数的优化。结果表明,飞秒激光烧蚀模型对Micro-LED芯片激光烧蚀加工的最大分析误差为9.28%,优化的激光去除模式实现了1秒/颗的快速精准剥离和焊盘表面的高质量整平修复,对大幅面Micro-LED显示面板规模化生产中不良芯片的快速修复具有重要的指导作用。

关键词：飞秒激光原位去除微发光二极管显示器不良芯片

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中冶赛迪绿色电炉技术实践及展望

钢铁 2024年第9期 184-195页

作者：王庆吴学涛干明张豫川陈唐平游香米方文中冶赛迪工程技术股份有限公司炼钢事业部中冶赛迪工程技术股份有限公司中国中冶低碳技术研究院(重庆) 中冶赛迪技术研究中心有限公司特钢研究室中冶赛迪信息技术(重庆)有限公司智能制造事业部

电弧炉炼钢具有流程短、能耗和碳排放低的特点，是世界钢铁工业实现可持续发展的重要驱动力。中冶赛迪在电炉工艺理论、核心装备、智能控制等方面进行了一系列研究，通过技术研发和中试试验，开发了多项聚焦高效、低碳、低能耗、环境友... 详细信息

电弧炉炼钢具有流程短、能耗和碳排放低的特点，是世界钢铁工业实现可持续发展的重要驱动力。中冶赛迪在电炉工艺理论、核心装备、智能控制等方面进行了一系列研究，通过技术研发和中试试验，开发了多项聚焦高效、低碳、低能耗、环境友好的绿色高效电炉炼钢技术，其中，高效废钢输送技术废钢平均输送速度可达7 m/min以上；阶梯翻滚废钢预热技术可提高废钢预热温度70～100℃；IGBT（insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管）柔性直流供电电炉功率因数可达到0.97以上；短网设计优化系统使三相阻抗不平衡度控制在3%以内；智能电极调节技术穿井期和熔清期电流波动率分别小于33%和14%；二?英治理技术电弧炉烟气二?英排放浓度能控制到0.1 ng/m3以内；高效余热回收系统吨钢蒸汽回收量达到160 kg以上。自主设计了出钢口自动填砂、炉门自动清理和自动测温取样机器人等智能辅助装备，提升了企业本质安全水平。工程实践证明，采用中冶赛迪绿色电炉技术，电弧炉冶炼周期为30 min，顿钢水电耗为300 kW·h，可助力钢铁工业的绿色化发展。同时，对未来电弧炉炼钢技术的发展进行了展望，将低品位DRI消纳作为未来电炉炼钢发展的最主要工艺路线，将高品质钢生产作为电炉炼钢发展最重要的研究方向，将数智化冶炼作为电炉炼钢生产最有效的手段，为钢铁工业的低碳转型贡献出应有的力量。

关键词：电弧炉废钢连续加料 IGBT柔性直流电源电极调节数智冶炼

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配用CuCr合金电极的真空介质开关电弧阳极热过程分析

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真空科学与技术学报 2024年第1期44卷 66-77页

作者：刘晓明王宇凡陈海史红菲陈军平周嵚省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北工业大学电气工程学院天津300401 成都旭光电子股份有限公司成都610500

真空介质开关电弧的主要成分源于故障电流开断过程中触头电极在极间产生的金属蒸气,且真空电弧的微观动力学行为直接影响开关的开断能力。文章通过建立真空介质电弧双温磁流体动力学模型,研究配用不同配比CuCr合金触头电极材料的真空介... 详细信息

真空介质开关电弧的主要成分源于故障电流开断过程中触头电极在极间产生的金属蒸气,且真空电弧的微观动力学行为直接影响开关的开断能力。文章通过建立真空介质电弧双温磁流体动力学模型,研究配用不同配比CuCr合金触头电极材料的真空介质开关在故障电流开断下阳极热过程的变化情况,得到阳极触头表面温度和熔池范围沿径向和轴向的分布。仿真结果表明,开断故障电流的增大及电极合金材料中Cu含量的增大均会导致输入阳极的能流密度增大。在200 A电弧电流作用下,阳极表面温度未达到CuCr合金的熔点,未发生熔化;而在6 kA电弧电流作用下,阳极温度先后达到Cu和Cr的熔点,电极熔化程度随合金中Cr含量的增大而减弱。

关键词：真空灭弧室真空电弧 CuCr 合金触头材料磁流体动力学模型

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真空旁路开关灭弧室绝缘仿真及不确定性分析

真空科学与技术学报 2024年第9期44卷 805-810页

作者：刘晓明李国铮陈海史红菲李培源陈军平省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室河北工业大学电气工程学院天津300401 成都旭光电子股份有限公司成都610500

真空旁路开关在直流系统中作为重要的保护器件长期工作在分闸状态下。针对真空旁路开关绝缘可靠性问题,文章以3.6 kV/2500 A真空旁路开关灭弧室为研究对象,采用有限元分析手段,建立三维电场物理数学模型,分析其在标准雷电冲击耐受峰值... 详细信息

真空旁路开关在直流系统中作为重要的保护器件长期工作在分闸状态下。针对真空旁路开关绝缘可靠性问题,文章以3.6 kV/2500 A真空旁路开关灭弧室为研究对象,采用有限元分析手段,建立三维电场物理数学模型,分析其在标准雷电冲击耐受峰值电压作用下的电场分布情况;并引入表面电场宏观增强因子,对电场集中区域的场域分布均匀程度进行定量分析。此外,采用混沌多项式展开法,对灭弧室触头电极中心开槽圆角半径进行不确定性分析,以确保其绝缘性能和加工制备的可靠性。

关键词：旁路开关绝缘性能混沌多项式展开法不确定性分析

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既有框架结构的新型等效简化动力模型构建方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 46-53页

作者：张东昱韩一航王亭强哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 金风科技股份有限公司北京100167

为了实现对长期服役后的结构在地震、风等动荷载作用下安全性和舒适性的评估,利用监/检测数据建立一个能准确反映实际建筑在地震、风等动荷载作用下动力响应的结构动力学模型至关重要。本文针对非常普遍的框架建筑结构,提出了一种基于... 详细信息

为了实现对长期服役后的结构在地震、风等动荷载作用下安全性和舒适性的评估,利用监/检测数据建立一个能准确反映实际建筑在地震、风等动荷载作用下动力响应的结构动力学模型至关重要。本文针对非常普遍的框架建筑结构,提出了一种基于少量移动传感器的框架结构等效简化动力学模型构建方法。首先,提出建筑结构等效简化模型构建的层间剪力等效原理,证明了以该原理构建的简化模型具备准确模拟实际建筑结构动力响应的能力。其次,推导了框架结构简化模型形式,并研究了简化模型参数特点。然后,提出了一种框架结构简化模型参数的迭代识别方法,实现了仅使用少量无线移动传感器的简化模型参数识别。最后,通过一个12层3跨钢框架结构数值模拟算例,研究了在不预知结构刚度退化的具体形式和仅使用少量移动加速度传感器的条件下,由本文所提方法构建的等效简化模型对实际框架结构在不同水平动荷载作用下结构动力响应的预测能力。数值试验结果表明,等效简化模型能准确模拟不同荷载工况下框架结构加速度和位移响应。因此,本文提出的框架结构等效简化模型构建方法将在评估既有框架结构在风、地震等动荷载作用下的结构安全性和舒适性方面具有重要的应用前景。

关键词：框架结构等效简化模型层间剪力等效原理参数识别结构响应预测