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基于凝聚层次聚类的接地网定向支路减维腐蚀诊断优化方法

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高电压技术 2024年第4期50卷 1723-1730页

作者：谢炀杨鑫黄亚飞朱子茵黎昊聪胡君瑶长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

为了更有效地对接地网水平支路导体的腐蚀故障情况进行诊断,采用模型仿真方法对基于电网络理论的接地网腐蚀诊断方法进行分析,针对现有接地网腐蚀诊断模型存在的缺陷,提出了一种基于凝聚层次聚类的接地网定向支路减维腐蚀诊断优化方法... 详细信息

为了更有效地对接地网水平支路导体的腐蚀故障情况进行诊断,采用模型仿真方法对基于电网络理论的接地网腐蚀诊断方法进行分析,针对现有接地网腐蚀诊断模型存在的缺陷,提出了一种基于凝聚层次聚类的接地网定向支路减维腐蚀诊断优化方法。该方法通过分析恒定直流激励下接地网各支路电阻变化对于端口的灵敏度规律,利用支路端口灵敏度对接地网可及端口进行凝聚层次聚类,以选出最优端口测量组合;然后采用定向支路减维方法对各端口电阻方程进行支路筛选,将灵敏度低于判定阈值的导体支路划为未知支路,高于判定阈值的导体支路划为健康支路,以降低腐蚀诊断模型的病态程度和计算维度。在某模拟变电站接地网上对该方法进行了仿真验证,结果显示优化后的整体诊断相对误差仅为3.07%,远小于普通接地网腐蚀诊断的6.74%,证明该方法能显著提高接地网腐蚀诊断精度,可为接地网腐蚀诊断提供理论指导。

关键词：接地网腐蚀诊断支路端口灵敏度凝聚层次聚类定向支路减维

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核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗研究

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 72-80页

作者：辛鹏戈宝军陶大军吉林化工学院信息与控制工程学院吉林吉林132022 哈尔滨理工大学大型电机电气与传热技术国家地方联合工程研究中心黑龙江哈尔滨150080

为研究核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗特性,推导了核电半速汽轮发电机空载运行时励磁绕组匝间短路故障下,定子分数次谐波环流产生的合成磁动势表达式,分析合成磁动势相对于转子的转速,揭示了转子表面产生涡流的原因... 详细信息

为研究核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路时转子涡流损耗特性,推导了核电半速汽轮发电机空载运行时励磁绕组匝间短路故障下,定子分数次谐波环流产生的合成磁动势表达式,分析合成磁动势相对于转子的转速,揭示了转子表面产生涡流的原因以及涡流的频率特性。结合涡流损耗计算方法,以一台核电半速汽轮发电机为例进行了仿真验证。在此基础上,对核电半速汽轮发电机励磁绕组不同位置发生相同程度匝间短路,以及励磁绕组发生不同程度匝间短路过程进行了仿真,计算了转子各阻尼条及槽楔中的涡流及涡流损耗,揭示了励磁绕组匝间短路时影响转子阻尼条及槽楔中涡流和涡流损耗的因素。为核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路故障时,分析转子发热的影响因素提供了理论基础。

关键词：核电半速汽轮发电机励磁绕组匝间短路涡流损耗

基于TCN-SA和Bi-GRU的轴承剩余寿命预测

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计算机集成制造系统 2024年

作者：刘业峰王帅刘晶晶马祎航沈阳工学院辽宁省信息物理融合与数控机床智能制造重点实验室沈阳理工大学自动化与电气工程学院沈阳工学院基础课部沈阳工学院机械工程与自动化学院

滚动轴承普遍应用于旋转机械中，其剩余使用寿命（RUL）预测对保障系统安全运行具有重要作用。由于轴承退化过程的物理复杂性，参考物理模型对其精确建模非常困难，基于数据驱动方法成为有效替代方案。因此，提出具有自注意力（SA）的... 详细信息

滚动轴承普遍应用于旋转机械中，其剩余使用寿命（RUL）预测对保障系统安全运行具有重要作用。由于轴承退化过程的物理复杂性，参考物理模型对其精确建模非常困难，基于数据驱动方法成为有效替代方案。因此，提出具有自注意力（SA）的时间卷积网络（TCN）和双向门控循环单元（Bi-GRU）的预测模型实现轴承的RUL预测。在TCN中嵌入SA进行特征提取，以突出关键特征对寿命预测的影响；引入Bi-GRU实现轴承最终RUL预测，以弥补TCN不能捕捉双向时间序列信息的缺陷。基于PHM 2012数据集进行测试，实验结果显示提出的方法在MAE、RMSE及Score上的值至少有10个都优于CNN、RNN、TCN、CNN-Bi-GRU、TCN-Bi-GRU和CNN-SABG，表明提出的方法提高了预测精度，具有较好的鲁棒性，适合于滚动轴承的RUL预测。

关键词：时间卷积网络自注意力双向门控循环单元剩余寿命

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横向光力最新研究进展（特邀）

光学学报 2024年第7期 9-34页

作者：施宇智赖成兴夷伟成黄海洋冯超何涛刘爱群仇成伟王占山程鑫彬同济大学物理科学与工程学院同济大学精密光学工程技术研究所先进微结构材料教育部重点实验室上海市数字光学前沿科学研究基地上海市全光谱高性能光学薄膜器件及应用专业技术服务平台香港理工大学电机与电子工程学系新加坡国立大学电气与计算机工程系

光镊技术利用光和物质之间动量交换产生的光力对细小颗粒进行操控，具有无接触、操控尺寸小、精度高等特点，在基础物理、量子计算、生物医学等领域得到了广泛的应用。其中，横向光力（也称光横向力，OLF）是一种垂直于光的传播方向且... 详细信息

光镊技术利用光和物质之间动量交换产生的光力对细小颗粒进行操控，具有无接触、操控尺寸小、精度高等特点，在基础物理、量子计算、生物医学等领域得到了广泛的应用。其中，横向光力（也称光横向力，OLF）是一种垂直于光的传播方向且与场强度梯度无关的特殊光力。近十年来，OLF的理论研究和实验探索成为了热点课题，在手性颗粒等超精密分选、光动量探测等方面有重要应用。从OLF的原理和产生条件、不同物理机制，以及在生物医学和物理化学等领域的应用等方面出发，对OLF的发展进行回顾和讨论，并对新的产生机制和更多的潜在应用与挑战进行展望。

关键词：横向光力角动量光学操控光学自旋手性颗粒

高压下金属钽液体中拓扑密堆团簇对凝固路径的影响规律

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物理学报 2024年

作者：莫云飞蒋丽贵稂林文大东张海涛李媛田泽安彭平刘让苏长沙学院电子信息与电气工程学院机电工程学院湖南理工学院物理与电子科学学院湖南工程学院计算科学与电子学院湖南女子学院信息科学与工程学院湖南大学材料科学与工程学院

金属液体(或过冷液体)中的主要微观结构对最终的凝固路径(晶化或非晶化)起着决定性作用，何种微观结构将扮演关键性角色一直处在不断的被探索和研究中. 本文采用分子动力学方法模拟研究金属钽(tantalum， Ta)液体在不同压强下的快速凝... 详细信息

金属液体(或过冷液体)中的主要微观结构对最终的凝固路径(晶化或非晶化)起着决定性作用，何种微观结构将扮演关键性角色一直处在不断的被探索和研究中. 本文采用分子动力学方法模拟研究金属钽(tantalum， Ta)液体在不同压强下的快速凝固过程，通过原子平均能量、双体分布函数和最大标准团簇分析方法，对凝固过程中的微观结构演变进行量化分析. 研究结果表明，相比于低含量的二十面体，拓扑密堆(topologically close-packed， TCP)团簇在金属Ta液体中扮演着关键角色，它不仅含量更高，而且更能对凝固路径起决定性作用. 当压强P∈[0， 8.75] GPa时，金属Ta液体中的TCP团簇不仅处于能量低且稳定性好的状态，同时TCP团簇相互连结程度高而不容易被分解，从而促进金属Ta液体发生非晶转变；当压强P∈[9.375， 50] GPa，金属Ta液体中TCP团簇处于亚稳定状态，且很多高能量的TCP团簇在液-固转变过程中容易转变成其它团簇，此时体心立方(body-centered cubic， BCC)晶胚容易在TCP团簇堆积稀疏区域形核和长大，最终金属Ta液体转变成比较完美的BCC晶体.

关键词：金属Ta液体分子动力学快速凝固微观结构

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基于再感知双模型联合训练的散焦模糊检测

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2024年第1期36卷 86-97页

作者：朱智勤孟骏李嫄源齐观秋李华锋姚政重庆邮电大学图像认知重庆市重点实验室重庆400065 布法罗州立学院计算机信息系统系美国纽约14222 昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650031

针对散焦模糊检测(defocus blur etection, DBD)模型训练时没有对响应错误区域学习优化,且在识别过程中部分图像的模糊同质区域和处理边界过渡等位置仍然具有挑战性等问题,提出了再感知双模型联合训练方法和基于注意力机制多尺度语义融... 详细信息

针对散焦模糊检测(defocus blur etection, DBD)模型训练时没有对响应错误区域学习优化,且在识别过程中部分图像的模糊同质区域和处理边界过渡等位置仍然具有挑战性等问题,提出了再感知双模型联合训练方法和基于注意力机制多尺度语义融合散焦模糊检测网络。将未正确响应的预测区域映射到全新合成图像中驱动模型学习,实现再感知错误位置的图像特征;利用DBD任务的互补性质构建预测网络,组成对焦预测和模糊预测双模型,将互补网络中多余响应的区域反馈到另一个模型上从而提升训练效果;利用多尺度特征融合模块逐渐整合不同尺度的语义信息;在特征提取时设计了全局通道注意力模块,使模型关注预测结果的有效特征信息,增强网络在不同输入场景下的灵活性。在DUT、CUHK和CTCUG数据集上进行的对比实验表明,提出的方法与对比方法中性能最优者相比,F-Measure指标分别提高了0.082、0.051、0.264,MAE指标分别降低了0.032、0.018、0.144。

关键词：散焦模糊检测双模型联合训练多尺度特征互补模型注意力机制

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氦气风机驱动电机转子径向通风结构研究

电机与控制学报 2024年第3期28卷 96-109页

作者：陶大军孟卓然徐金燕戈宝军哈尔滨理工大学电气工程学院黑龙江哈尔滨150080

氦气风机驱动电机是高温气冷堆一回路唯一能动设备,其安全性直接影响到高温气冷堆的安全稳定运行。针对高温高压环境及氦气传热工质对驱动电机风路结构设计及相关参数影响引发的新问题,通过建立双侧转子铁心三维风路结构流固耦合传热模... 详细信息

氦气风机驱动电机是高温气冷堆一回路唯一能动设备,其安全性直接影响到高温气冷堆的安全稳定运行。针对高温高压环境及氦气传热工质对驱动电机风路结构设计及相关参数影响引发的新问题,通过建立双侧转子铁心三维风路结构流固耦合传热模型,计算分析了高温高压环境下传热工质氦气在转子径向风沟内的流动特性,研究了转子分别在动态和静态情况下,通风结构内流体流动规律及转子铁心和导条的温升变化规律。同时,对不同种类传热工质的对应规律进行了对比研究,搭建了模拟实验测试装置,实测数据与数值计算结果吻合较好,验证了计算分析结果的合理性和正确性,为氦气风机驱动电机转子风路结构优化、冷却性能的有效提升提供一定的理论参考。

关键词：高温气冷堆氦气风机驱动电机通风结构传热特性流固耦合

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求解高维优化问题的ITCSO算法

控制与决策 2024年第2期39卷 449-457页

作者：张伟魏万峰黄卫民河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003

为提高竞争群优化(competitive swarm optimization,CSO)算法求解高维优化问题的寻优效率,提出一种改进的3重竞争群优化(improved triple competitive swarm optimization,ITCSO)算法.首先,采用3重竞争机制提高算法的寻优效率,同时,获胜粒子较好的收敛基础可以提高失败粒子的个体认知,明确粒子更新方向以提高粒子探索能力;然后,提出优败粒子向获胜子群学习的策略,增强算法的社会认知能力,减少算法评估次数,从而提高算法全局搜索能力;最后,提出获胜子群自竞争和劣败粒子基于获胜者变异的操作,增强粒子局部开发能力,避免算法陷入局部最优.为验证所提出算法的可行性,通过计算系统状态转移矩阵特征值和使用极限分析方法,给出稳定性和收敛性理论证明.采用几种基准测试函数验证所提出算法求解高维问题时的性能,并与其他算法进行对比.实验结果表明,ITCSO算法不仅有较高的寻优效率,且全局搜索和局部开发能力突出,更适用于高维问题的求解.

关键词：粒子群优化算法竞争群优化算法高维优化 3重竞争机制局部开发收敛性分析

基于隧道磁电阻效应的宽频带电流无线测量装置

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 204-210页

作者：毕岚溪曾祥君喻锟刘丰吴湘君长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

宽频带电气量数据包含大量故障暂态信息,传统互感器带宽受限难以精确全面地测量宽频暂态信号。针对该问题,提出一种含精确时标的非侵入式电流测量方法并设计原理样机。通过隧道磁电阻(TMR)芯片测量线路电流感生磁场,根据被测导体与TMR... 详细信息

宽频带电气量数据包含大量故障暂态信息,传统互感器带宽受限难以精确全面地测量宽频暂态信号。针对该问题,提出一种含精确时标的非侵入式电流测量方法并设计原理样机。通过隧道磁电阻(TMR)芯片测量线路电流感生磁场,根据被测导体与TMR传感器的相对位置计算变比并通过微处理器进行录波和读数。设计低噪声、可变增益的传感器模组电路和暂态录波无线测量传输模组电路,精确感知宽频信号;根据传感器实际安装位置推导传变关系式,实现对一次电流的精确计算。搭建测试平台对测量装置直流、交流及暂态信号传变能力开展测试,在10 kV配电网进行接地故障电流测量对比实验。分析了影响磁阻传感器测量精度的主要因素,结果表明其直流和工频信号测量误差小于1%,高频信号测量误差小于3%。

关键词：隧道磁电阻传感器宽频带暂态非侵入式测量