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基于AMCNN-BiLSTM-CatBoost的滚动轴承故障诊断模型研究

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噪声与振动控制 2025年 82-89页

作者：袁建华邵星王翠香皋军盐城工学院信息工程学院盐城工学院机械工程学院

针对现有的轴承故障诊断模型存在的分类精度差、运算效率不高的问题，提出一种基于注意力机制-卷积神经网络-双向长短期记忆网络-CatBoost(AMCNN-BiLSTM-CatBoost)的滚动轴承故障诊断模型。首先，对原始振动信号进行下采样技术处理，然... 详细信息

针对现有的轴承故障诊断模型存在的分类精度差、运算效率不高的问题，提出一种基于注意力机制-卷积神经网络-双向长短期记忆网络-CatBoost(AMCNN-BiLSTM-CatBoost)的滚动轴承故障诊断模型。首先，对原始振动信号进行下采样技术处理，然后将经过下采样后的振动信号作为模型输入，通过3个不同的卷积模块提取特征，并使用通道注意力模块对提取的特征进行加权融合，然后将经过加权融合后的数据输入到双向长短期记忆网络中进一步地提取时序特征信息，最后输入到CatBoost中进行故障分类。经过实验表明，本模型不仅能够保证故障诊断的高准确率，还可以大大缩短网络的训练时间。

关键词：故障诊断卷积神经网络双向长短期记忆网络注意力机制 CatBoost 轴承

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工业油污干冰清洗数值模拟与试验

中国表面工程 2025年

作者：曾勇郑潇天赵雪雅陈洪博顾金彤盐城工学院机械工程学院

目前对于干冰清洗效果还依赖于工人的经验，无法获得较为准确的清洗参数。为了获得干冰清洗的最佳工艺参数，提升清洗效率并降低清洗成本，采用CFD数值模拟和试验相结合的方法，并以常见的附着力等级为2级和4级的油污为清洗对象，研究... 详细信息

目前对于干冰清洗效果还依赖于工人的经验，无法获得较为准确的清洗参数。为了获得干冰清洗的最佳工艺参数，提升清洗效率并降低清洗成本，采用CFD数值模拟和试验相结合的方法，并以常见的附着力等级为2级和4级的油污为清洗对象，研究清洗距离、清洗角度、清洗速度和干冰颗粒质量流量等主要工艺参数对清洗效果的影响。通过CFD仿真，分析距离喷枪口不同位置与干冰颗粒浓度以及速度的影响关系，获得干冰清洗距离控制范围；通过静态清洗试验，并与仿真结果对比，验证CFD仿真方法的有效性和准确性；通过正交动态清洗试验，并采用图像二值化处理方法，分析清洗距离、清洗角度、清洗速度和干冰颗粒质量流量对清洗效果的影响关系。最后，通过变参数清洗试验，获得两种油污完全清洗的工艺参数。试验结果表明，对附着力等级2的油污，清洗距离对清洗效果影响最大，而对于附着力等级为4的油污，干冰质量流量对清洗效果影响最大，不同附着力的油污，工艺参数的影响大小不同，清洗参数之间相互制约影响，故在清洗时须选取适当清洗参数。不同附着力的油污，工艺参数的影响大小不同，确定主要清洗参数后，其余清洗参数将发生改变，所以在清洗时须要选择合适的清洗参数。采用仿真试验相结合的方法，针对不同性质的油污，得出精确的清洗参数，可以高效地去除工件表面地油污且极大的降低成本。

关键词：干冰清洗数值模拟二值法工业油污计算流体力学

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微生物注浆固化砂土均匀性的试验研究

南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第1期49卷 217-224页

作者：戴迪彭劼刘志明卫仁杰李亮亮盐城工学院土木工程学院河海大学土木与交通学院

【目的】推广微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术在水土保持领域的应用，明确加固的过程中菌液分布和加固效果，提出间接测试砂样中细菌分布均匀程度的方法，为后续研究提供参考。【方法】利用巴氏生孢八叠球菌(Sporosarcina pasteurii)对... 详细信息

【目的】推广微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术在水土保持领域的应用，明确加固的过程中菌液分布和加固效果，提出间接测试砂样中细菌分布均匀程度的方法，为后续研究提供参考。【方法】利用巴氏生孢八叠球菌(Sporosarcina pasteurii)对标准砂进行了1 m长砂柱注菌试验和MICP注浆加固试验，结合平行试样对比研究菌液分布和加固效果的均匀性，分析注菌方式和注浆过程对菌液分布及加固效果均匀性的影响。【结果】直接注菌液法和菌液固定液交替注入法可使菌液在砂柱中获得较均匀的初始分布，这一分布趋势可由细菌解脲能力来间接评估。随后的注浆过程可改变砂柱中的细菌分布，固定液在4 mL/min的流速下对细菌分布的均匀性影响较小，但是胶结液对细菌分布的均匀性有明显的冲刷作用，使得砂柱每段的无侧限抗压强度和碳酸钙生产量有明显差异。【结论】含菌砂样搅拌水溶液解脲能力试验用于间接测试砂样中细菌分布是可靠的，加固过程中产生的不均匀现象主要由胶结液的注入引起，故直接注菌液法和交替注入法可以获得较均匀的加固效果。

关键词：水土保持砂土固化微生物注浆细菌分布均匀性

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五相实心转子感应电机磁场及参数计算

华中科技大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 28-34页

作者：许浩赵镜红熊义勇王涵铭海军工程大学电气工程学院

针对五相实心转子感应电机磁场分布复杂，转子侧阻抗参数受磁通密度和转差率影响难以准确计算，而子域法计算复杂，不满足电机设计初期快速计算的要求等问题，将电机求解域划分为定子槽载流子域、槽开口子域、气隙子域和实心转子子域，... 详细信息

针对五相实心转子感应电机磁场分布复杂，转子侧阻抗参数受磁通密度和转差率影响难以准确计算，而子域法计算复杂，不满足电机设计初期快速计算的要求等问题，将电机求解域划分为定子槽载流子域、槽开口子域、气隙子域和实心转子子域，结合安培环路定理和静磁学原理对定子槽边界条件进行简化．采用傅里叶级数法对气隙和实心转子交界面条件进行分析，建立用于磁场计算的快速子域模型，求得各子域磁场分布．在此基础上计算转子阻抗和电磁转矩，随后搭建有限元模型并与解析结果进行对比，验证了快速子域模型的正确性．

关键词：五相实心转子感应电机定子槽开口子域快速子域模型磁场解析及参数计算有限元验证

基于电子病历多模态数据的作物病害多元场景处方推荐方法研究

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农业机械学报 2025年第1期56.0卷 25-36+46页

作者：张领先丁俊琦陈菲菲李宜滨张一丁中国农业大学信息与电气工程学院中国农业大学工学院

针对作物品种及病害种类繁杂、样本数据严重不平衡、处方类别多样及数据多模态等特点和难点，本文基于电子病历多模态数据整合，开展面向多样化、可拓展和多模态3种应用场景需求的作物病害处方推荐方法研究。针对常见病害多样化处方推... 详细信息

针对作物品种及病害种类繁杂、样本数据严重不平衡、处方类别多样及数据多模态等特点和难点，本文基于电子病历多模态数据整合，开展面向多样化、可拓展和多模态3种应用场景需求的作物病害处方推荐方法研究。针对常见病害多样化处方推荐应用场景，基于CdsBERT-RCNN和诊断推理构建了作物病害多样化处方推荐模型，提升了面向32种常见病害的诊断准确度及处方推荐的多样化水平；针对未训练少见病害和新添处方应用场景，基于MC-SEM和语义检索构建了作物病害可拓展处方推荐模型，提升了语义匹配准确性和案例库检索速度，实现对未训练病害的处方推荐功能；针对多种模态信息采集和输入应用场景，基于BATNet多层特征融合构建了多模态作物病害处方推荐模型，提升了多模态数据输入的处方推荐性能。实验结果表明，CdsBERT-RCNN模型对32种常见病害的诊断准确率达到85.65%,F1值达到85.63%;不同完整性输入测试中，仅输入症状信息即可达到81.19%的准确率，而添加环境信息和作物信息分别使准确率进一步提高1.65、3.61个百分点；MC-SEM模型对电子病历语义匹配任务达到皮尔森相关系数86.34%和斯皮尔曼相关系数77.67%;封闭集和开放集上处方推荐准确率分别达到88.20%和82.04%,验证了模型对未训练病害的推荐能力；BATNet对于多模态输入处方推荐任务的准确率和F1值达到98.88%和98.83%;应用场景分析和测试验证了模型在不完整模态(纯文本或纯图像)和不完整信息输入(作物、环境、症状)情况下泛化能力。该研究为数字化赋能作物病害防治决策提供了新的思路。

关键词：作物病害处方推荐自然语言处理语义检索多模态融合电子病历

小样本下基于原型域增强的Meta-DAE故障诊断

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华南理工大学学报(自然科学版) 2025年第1期53卷 62-73页

作者：马萍梁城王聪李新凯张宏立新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830017

滚动轴承作为一种精密的机械元件,已广泛运用于现代工业机械设备中。在轴承运行时,采用合理的方法诊断轴承的故障具有重大的意义。但在实际复杂多变环境下,采集振动信号不仅面临样本量少的问题,还受到噪声干扰、工况变换等因素的影响,... 详细信息

滚动轴承作为一种精密的机械元件,已广泛运用于现代工业机械设备中。在轴承运行时,采用合理的方法诊断轴承的故障具有重大的意义。但在实际复杂多变环境下,采集振动信号不仅面临样本量少的问题,还受到噪声干扰、工况变换等因素的影响,导致故障诊断的准确率低。因此,针对噪声干扰和变工况下的小样本滚动轴承故障诊断问题,该文提出了一种基于原型域增强的元学习去噪模型(Meta-DAE)。首先,构造基于时频图的小样本故障样本集,引入深度卷积生成对抗网络并对数据进行预处理,生成相似分布的伪样本集;然后,将故障样本集输入Meta-DAE模型进行自适应特征提取,Meta-DAE模型采用原型域增强策略,使同类别原型点在嵌入空间中凝聚更紧密;同时,构建了具有降噪性能的编码器,设计了基于原型域增强和去噪的目标函数,通过在小样本下进行模型微调,以提高小样本下模型的噪声鲁棒性和分类准确率。噪声及变工况下小样本故障诊断实验结果表明,相比于其他模型,所提模型在-8dB强噪声干扰下,仅用10个样本微调模型,分类准确率提高了35.78~57.25个百分点,具有较强的噪声鲁棒性。

关键词：小样本故障诊断元学习原型域增强去噪自编码器

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可再生能源ALK-PEM联合制氢系统多时间尺度优化运行策略

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电力系统保护与控制 2025年第3期53卷 68-80页

作者：杨胜樊艳芳侯俊杰白雪岩谢紫云新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830047

随着用氢需求的逐渐增加,可再生能源制氢系统优化运行的研究已成为一个热门话题。然而,由于风光可再生能源出力的不确定性使得可再生能源制氢系统的优化运行变得复杂。针对风光出力不确定性对系统优化运行的影响,以系统日运行成本最低... 详细信息

随着用氢需求的逐渐增加,可再生能源制氢系统优化运行的研究已成为一个热门话题。然而,由于风光可再生能源出力的不确定性使得可再生能源制氢系统的优化运行变得复杂。针对风光出力不确定性对系统优化运行的影响,以系统日运行成本最低为目标,提出了可再生能源碱性-质子交换膜联合制氢系统多时间尺度优化策略。该策略依据系统中不同设备动态响应能力差异及其在系统中的具体功能,实行多时间尺度的运行调控策略。在日前阶段,构建了可再生能源碱性-质子交换膜联合制氢系统日前分布鲁棒优化模型。在日内阶段,采用滚动优化策略。在实时阶段,先通过超级电容平抑风光功率的剧烈波动,进而以最小化各设备出力调整变化量为目标,提出实时优化运行策略。算例结果表明,通过日前-日内-实时多时间尺度优化运行策略,可以提升系统的运行经济性。

关键词：碱性-质子交换膜联合制氢多时间尺度分布鲁棒滚动优化

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结合迭代学习与扰动观测器的永磁同步电机多源扰动抑制

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振动与冲击 2025年第3期44卷 230-237,250页

作者：冯煜焜姚文熙李武华浙江大学电气工程学院杭州310027

由于电机本体、驱动电路及机械连接等多环节因素影响,传统PI(proportional integral)控制下永磁同步电机在低速运行时易出现较大的转速波动。首先,建立多源性力矩扰动模型与分析转速波动机理,将扰动分为与机械角相关的周期性干扰与非周... 详细信息

由于电机本体、驱动电路及机械连接等多环节因素影响,传统PI(proportional integral)控制下永磁同步电机在低速运行时易出现较大的转速波动。首先,建立多源性力矩扰动模型与分析转速波动机理,将扰动分为与机械角相关的周期性干扰与非周期低频干扰两部分;然后,提出一种结合迭代学习控制与扰动观测器的扰动抑制策略,利用控制误差对周期性扰动进行在线学习,利用反馈状态量结合学习信息对低频非周期扰动进行观测,将两部分结果共同补偿到电磁力矩,实现对多源性扰动的抑制;最后,在给出所提控制器结构基础上,分析了所提控制策略的有效性与收敛性,给出控制器主要参数设计方式。试验结果表明,所提控制策略相较于传统控制策略整体动态性能相近,在稳态时相较于PI(proportional integral)控制将转速波动抑制到1/4以下,相较于传统抑振策略整体转速波动在1/2以下,在负载力矩突变时相较于PI控制速度变化在1/2以下,证明所提算法在多源性扰动抑制方面的有效性与优越性。

关键词：永磁同步电机多源性扰动迭代学习控制扰动观测器

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应对直流闭锁故障的调相机励磁控制参数优化策略

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电力系统保护与控制 2025年第1期53卷 125-134页

作者：苑田润李凤婷尹纯亚新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830017

针对直流闭锁故障引起的暂态过电压问题,提出了一种调相机励磁系统控制参数优化策略。首先,引入暂态电压影响因子量化分析了直流闭锁故障下调相机无功出力对暂态电压的影响。基于调相机的暂态特性分析,明确了励磁系统控制参数对调相机... 详细信息

针对直流闭锁故障引起的暂态过电压问题,提出了一种调相机励磁系统控制参数优化策略。首先,引入暂态电压影响因子量化分析了直流闭锁故障下调相机无功出力对暂态电压的影响。基于调相机的暂态特性分析,明确了励磁系统控制参数对调相机暂态无功出力的影响机理。其次,推导建立了直流闭锁故障下调相机动态无功出力与暂态过电压的量化关系,并量化分析了调相机暂态无功出力与励磁控制参数之间的关系。提出了一种抑制过电压的励磁系统控制参数优化策略,可实现直流闭锁故障下调相机暂态无功调节能力的深度挖掘。最后,在PSCAD仿真平台中搭建含调相机的交直流混联系统,仿真验证了所提出的励磁参数优化策略具有较好的暂态过电压抑制能力。

关键词：调相机暂态过电压直流闭锁励磁系统

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