检索结果-南通市图书馆

基于改进胶囊网络的接触网吊弦故障识别与定位

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电工技术学报 2020年第24期35卷 5187-5196页

作者：卞建鹏郝嘉星赵帅李凡孙晓云石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

针对接触网吊弦的接触面积小且易与电力线混淆,传统的故障识别算法存在如吊弦的误识别、识别效率低和不能实时检测等问题。相比传统卷积神经网络,胶囊网络(CapsNet)首次采用矢量作为输入,可以很好地保留目标的方向、角度等特征信息,更... 详细信息

针对接触网吊弦的接触面积小且易与电力线混淆,传统的故障识别算法存在如吊弦的误识别、识别效率低和不能实时检测等问题。相比传统卷积神经网络,胶囊网络(CapsNet)首次采用矢量作为输入,可以很好地保留目标的方向、角度等特征信息,更适合识别复杂背景下的吊弦。因此,该文提出一种基于改进胶囊网络和CV模型结合的吊弦故障识别算法,通过1×1归约层和3×3卷积核简化传统9×9胶囊网络的卷积层,并采用优化算法进行参数寻优,缩短训练权重时间;同时输出量保留了方向与角度,能更准确地对烧伤、载流环折断、脱落等故障的吊弦进行分类;通过对吊弦巡检图像应用该文方法,吊弦定位准确率提高到95%。与前馈神经网络(BPNN)和Alex Krizhevsky设计的AlexNet等方法进行对比,所提出的吊弦故障识别方法可以准确、迅速地从复杂背景识别出吊弦,并准确地找到吊弦故障的位置,大大提高了输电线路智能巡检的效率。

关键词：接触网吊弦故障识别改进胶囊网络

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无直流分量干扰的自适应锁频环同步优化方法

北京航空航天大学学报 2017年第9期43卷 1798-1804页

作者：刘玉芝张鑫宇卞建鹏胡立强石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

电网同步是提高并网换流器故障穿越能力的关键技术之一。为实现电网不平衡下换流器快速准确的并网跟踪,提出一种改进的一阶广义积分器锁频环(FOGI-FLL)方法。建立并网换流器数学模型,分析了不平衡电网下的正负序分离原理,并给出了正负... 详细信息

电网同步是提高并网换流器故障穿越能力的关键技术之一。为实现电网不平衡下换流器快速准确的并网跟踪,提出一种改进的一阶广义积分器锁频环(FOGI-FLL)方法。建立并网换流器数学模型,分析了不平衡电网下的正负序分离原理,并给出了正负序基频分量分离简化结构,讨论了简化结构中一阶广义积分器核心模块的实现方法,在一阶广义积分器滤波结构上进行了改进,增加了可以消除直流分量干扰的积分补偿环节。仿真结果表明,本文所提方法在电网电压不平衡环境中可以实现高性能的同步跟踪效果。

关键词：电网同步并网换流器一阶广义积分器锁频环直流分量

VMD和ICA联合降噪方法在轴承故障诊断中的应用

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振动与冲击 2017年第13期36卷 201-207页

作者：马增强柳晓云张俊甲王建东石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

针对振动信号易受噪声干扰的影响、故障特征提取困难的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)相结合的去噪方法。该方法首先利用VMD算法将振动信号分... 详细信息

针对振动信号易受噪声干扰的影响、故障特征提取困难的问题,提出一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和独立分量分析(Independent Component Analysis,ICA)相结合的去噪方法。该方法首先利用VMD算法将振动信号分解成若干不同频率的本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),有效的抑制了LMD分解中存在的模态混叠现象和端点效应等问题,然后依据峭度准则选取相应分量进行重构,引入虚拟噪声通道;最后利用Fast ICA将重构后信号再次进行去噪处理,分离出有效的故障特征分量,从而识别故障类型。将该方法应用到滚动轴承故障数据中,并与LMD-ICA方法作对比,结果表明,提出方法不仅能够有效的解决去噪过程中丢失故障信息以及由于模态混叠导致噪声不能完全去除的问题,还能更清晰、准确地提取出故障特征频率。

关键词：变分模态分解独立分量分析降噪滚动轴承故障诊断

基于变分模态分解和Teager能量算子的滚动轴承故障特征提取

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振动与冲击 2016年第13期35卷 134-139页

作者：马增强李亚超刘政谷朝健石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

针对滚动轴承早期故障振动信号信噪比低、故障特征提取困难的问题,提出了基于变分模态分解和能量算子的滚动轴承故障特征提取方法。该方法首先对故障信号进行变模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD),得到若干本征模态分量(Intr... 详细信息

针对滚动轴承早期故障振动信号信噪比低、故障特征提取困难的问题,提出了基于变分模态分解和能量算子的滚动轴承故障特征提取方法。该方法首先对故障信号进行变模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD),得到若干本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF);其次,通过峭度准则选取其中峭度最大的分量进行Teager能量算子解调,得到信号的Teager能量谱。将该方法应用到滚动轴承仿真故障数据和实际数据中,结果表明,该方法提高了信号的分解效率,降低了噪声的影响,能够实现滚动轴承故障的精确诊断,证明了该方法的有效性。

关键词：滚动轴承故障诊断变模态分解能量算子

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光声光谱检测系统中光声池模型的建立与优化

光子学报 2021年第7期50卷 238-248页

作者：赵南刘阳赵宁阳马珑格李媚聪焦晶晶丁琛斐石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

光声池作为光声光谱气体检测系统中的核心器件直接影响系统的检测精度,以经典圆柱形光声池为基础研究对象,利用有限元分析软件,结合压力声学及热粘性声学两种物理场对光声池内的声热耦合过程进行建模,通过仿真对比谐振腔和缓冲腔的几何... 详细信息

光声池作为光声光谱气体检测系统中的核心器件直接影响系统的检测精度,以经典圆柱形光声池为基础研究对象,利用有限元分析软件,结合压力声学及热粘性声学两种物理场对光声池内的声热耦合过程进行建模,通过仿真对比谐振腔和缓冲腔的几何参数变化对光声池性能的影响,进而确定其最优尺寸。仿真结果表明:谐振腔、缓冲腔的长度和半径均会影响谐振频率和声压。充分考虑对比结果及工业制造难度后,选定谐振腔最佳长度为120 mm,最优半径为3 mm,缓冲腔半径为35 mm。在此基础上,设计了一种谐振腔与缓冲腔为圆角连接的光声池,与同尺寸直角光声池相比,圆角光声池在提高光声信号和降低流动噪声干扰方面更具优势,品质因数提高至1.109倍,池常数增大到3635.1 Pa·cm/W,声压提高到1.26×10^(-5) Pa。在甲烷气体的浓度检测中,系统灵敏度可达到0.87 ppm,检测结果较理想,符合高灵敏度的要求。因此,圆角连接光声池在性能上有明显提升,可为光声池的优化设计提供参考。

关键词：光声光谱仿真建模有限元分析光声池优化设计

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复杂环境下输电线路绝缘子的破损识别与定位

高电压技术 2022年第2期48卷 681-688页

作者：卞建鹏李凡郝培旭李亚敏孙晓云石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

输电线路中绝缘子背景复杂,传统的故障识别算法存在如绝缘子的误检、漏检以及识别率低等弊端。相比传统卷积神经网络,胶囊网络(capsule network,CapsNet)首次采用矢量作为输入,可以保留目标的方向、角度等特征信息,更适合识别复杂背景... 详细信息

输电线路中绝缘子背景复杂,传统的故障识别算法存在如绝缘子的误检、漏检以及识别率低等弊端。相比传统卷积神经网络,胶囊网络(capsule network,CapsNet)首次采用矢量作为输入,可以保留目标的方向、角度等特征信息,更适合识别复杂背景下的绝缘子。为此提出了一种基于胶囊网络与YOLO文本定位相结合的绝缘子破损识别算法,通过将传统胶囊网络卷积层9×9的卷积核简化为3×3的卷积核,并通过遗传算法和随机梯度下降法对权重进行寻优,缩短了训练时间,而且使输出量能够保留绝缘子的角度与方向,因此可以在复杂环境下对故障绝缘子进行准确识别;同时应用YOLO的文本定位算法对绝缘子破损部位进行尺寸矫正,得到更精确的绝缘子破损位置。最后与AlexNet、YOLOv2、Faster R-CNN识别算法进行了对比,该方法的绝缘子识别率提高到了95%,从而可以更快速、准确的在复杂环境下识别并精确定位绝缘子破损位置。

关键词：绝缘子破损识别文本定位改进胶囊网络精确定位

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基于互相关检测的滚动轴承实时故障诊断方法

振动．测试与诊断 2017年第4期37卷 787-792页

作者：马增强谷朝健王梦奇石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

提出了一种易于用模拟电路实现的基于互相关检测的滚动轴承实时故障诊断方法,首先,用两个加速度传感器在不同测点采集轴承振动信号,将其分别送入相应通道的高Q带通滤波器来选择最优共振带;然后,将两路带通滤波器的输出信号进行互相关检... 详细信息

提出了一种易于用模拟电路实现的基于互相关检测的滚动轴承实时故障诊断方法,首先,用两个加速度传感器在不同测点采集轴承振动信号,将其分别送入相应通道的高Q带通滤波器来选择最优共振带;然后,将两路带通滤波器的输出信号进行互相关检测,将互相关检测得到的信号经低通滤波器,保留低频故障信号;最后,将低通滤波器输出的时域信号通过频谱分析仪显示滚动轴承故障特征频率的谱线以实现滚动轴承的实时故障诊断。用模拟电路的形式将该方法进行搭建,并在QPZZ-II实测平台完成滚动轴承的实时故障诊断。结果表明:该方法克服了单一信号源的局限性,能利用互相关函数削弱共振带内部噪声,使诊断结果具有更高的频谱辨识率,而且能够用结构简单、易于维护的模拟电路实现,对轴承实时故障诊断方法的应用与普及具有一定的参考价值。

关键词：滚动轴承实时故障诊断互相关检测模拟电路

直接转矩Super-Twisting滑模异步发电控制

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高电压技术 2020年第8期46卷 2760-2768页

作者：谷志锋孙晓云葛孟超刘文康单锁兰李宏城石家庄铁道大学电气与电子工程学院石家庄050043

为提高宽转速范围、冲击性负载条件下笼型异步电机自激取力发电系统(EDS-CAGS)的稳定控制能力,降低直接转矩控制脉振,采用电压–磁链外环强扭曲(Super-Twisting)控制与电流内环含K类函数直接反馈线性化控制相结合的方法,给出一种基于电... 详细信息

为提高宽转速范围、冲击性负载条件下笼型异步电机自激取力发电系统(EDS-CAGS)的稳定控制能力,降低直接转矩控制脉振,采用电压–磁链外环强扭曲(Super-Twisting)控制与电流内环含K类函数直接反馈线性化控制相结合的方法,给出一种基于电压空间矢量调制的异步发电系统直接转矩控制新方法。EDS-CAGS仿真实验结果表明,在负载冲击和转速大范围变化条件下,相对于传统电压外环–电流内环直接转矩控制方法,基于新的控制方法,直流输出电压超调明显降低,电磁转矩响应速度加快、超调降低,滑模面变量及其导数能够较快收敛,EDS-CAGS鲁棒稳定能力得到加强。

关键词：异步发电直接转矩控制 Super-Twisting控制 K类函数直接反馈线性化滑模控制

基于修正D-S证据理论的锚杆承载力预测方法研究

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岩土力学 2015年第12期36卷 3556-3566页

作者：孙晓云张涛王明明邢卉石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043

锚杆极限承载力的准确预测是承载力预测中最重要的部分。传统的方法经常借助于拉拔试验中锚杆系统处于弹塑性阶段的试验数据进行预测,但实际上弹性和弹塑性阶段区分得不太明显,且实际锚杆荷载-位移(P-S)曲线形状多种多样,故使用单一预... 详细信息

锚杆极限承载力的准确预测是承载力预测中最重要的部分。传统的方法经常借助于拉拔试验中锚杆系统处于弹塑性阶段的试验数据进行预测,但实际上弹性和弹塑性阶段区分得不太明显,且实际锚杆荷载-位移(P-S)曲线形状多种多样,故使用单一预测模型不能够对锚杆极限承载力破坏值进行准确预测。针对预测锚杆极限承载力破坏值属于不确定问题,引入组合模型思想,借助被广泛使用在多传感器信息融合中的Dempster-Shafer(简称D-S)证据理论融合算法来建立组合预测模型。该方法是将互不相容的基本命题(假定)组成的完备集合表示对某一问题的所有可能答案,并为各命题分配信任程度,使用D-S合并规则计算同一命题下各个证据体共同作用产生的反映融合信息的新证据体的信任程度,分析各命题产生新证据体的信任程度来确定"不确定问题"的答案。通过减少弹性阶段数据使每个参加组合的预测模型产生多个预测值,将每个预测值都视为一个证据体,在同一鉴别框架下,把同类型、不同特征的证据体按照D-S合并规则合并成一个新的证据体,再根据决策规则得到最终的判定结果。将D-S方法与直接求取算术平均值的方法进行对比,结果表明:使用D-S方法得到的预测值较准确;由于预测值受给定初值影响较大,故对原有预测方法进行修正,修正后预测方法的预测效果更好,预测精度更高,适用范围更广。该研究成果可用于矿山、地下工程等施工过程,以及后续质量检测、稳定性评价、岩体强度预测等方面。

关键词：极限承载力 P-S曲线 Dempster-Shafer证据理论预测