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风电机组数据采集与监控系统异常数据识别方法

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西安交通大学学报 2024年第3期58卷 106-116页

作者：李特王荣喜高建民西安交通大学机械制造系统国家重点实验室西安710049

为了解决原始的风电机组数据采集与监控系统(SCADA)中包含大量异常记录的数据、难以准确反映机组运行状态的问题,提出了一种带噪声基于密度的空间聚类(DBSCAN)模型的风电机组SCADA异常数据识别方法。该方法从分析风速-功率曲线的特点出... 详细信息

为了解决原始的风电机组数据采集与监控系统(SCADA)中包含大量异常记录的数据、难以准确反映机组运行状态的问题,提出了一种带噪声基于密度的空间聚类(DBSCAN)模型的风电机组SCADA异常数据识别方法。该方法从分析风速-功率曲线的特点出发,采用预测误差和分类准确度来选取关键聚类参数邻域半径和邻域最小样本点数,避免了人工确定聚类参数的主观性,且参数选择过程可以完全自动化,实现了风电机组SCADA异常数据的有效识别。通过某风场中风电机组的监测数据进行实例验证,结果表明:所提方法能够在保证异常数据被剔除的前提下,保留尽可能多的正常数据,异常识别效果好于现有的k-dist图法和基于k-平均最近邻算法的改进算法(KANN-DBSCAN)。该研究可为开展风电机组状态分析提供参考。

关键词：风电机组异常数据识别空间聚类风速-功率曲线

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激光辅助铣削过程的预热温度场调控方法研究

机械工程学报 2024年第9期60卷 218-228页

作者：刘鑫张俊徐斌斌刘弘光赵万华西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室西安710054

激光辅助加工(Laser-assisted machining, LAM)通过激光热源对工件待切削区域进行预热,提高难加工材料可加工性,从而在减小切削力的同时提高加工效率。其中,激光加载下的预热温度场控制是LAM的核心科学问题之一。通过对实际激光器输出... 详细信息

激光辅助加工(Laser-assisted machining, LAM)通过激光热源对工件待切削区域进行预热,提高难加工材料可加工性,从而在减小切削力的同时提高加工效率。其中,激光加载下的预热温度场控制是LAM的核心科学问题之一。通过对实际激光器输出光束质量的定量与定式表征,构建移动激光热源加载下的温度场解析求解式,并以激光辅助面铣下切削区域温度场均布为目标,提出激光扫描预热温度场均衡控制方法。依据激光扫描预热方法,搭建温度场测试实验台,通过表面与内部测温验证激光预热温度场求解的准确性。进而开展预热温度场优化前后的激光辅助铣削加工与传统铣削加工,对比三种工况下的铣削力特征与已加工表面粗糙度,结果表明温度场均衡控制下可有效降低铣削力10%以上,降低表面粗糙度30%,且能进一步提升已加工表面质量。综上所述,提出的激光预热温度场正向调控方法可有效调控激光热影响区温度,并为激光参数主动设计提供理论指导,在难加工材料的激光辅助加工中有广阔应用前景。

关键词：激光辅助铣削温度场参数优化铣削力表面粗糙度

双“Z”形缝合与改良Kessler缝合技术修复急性闭合性跟腱断裂的疗效比较

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中华创伤杂志 2024年第9期40卷 817-825页

作者：薛晗刘丹肖丰旭张晨李苗西安交通大学第二附属医院骨关节外科西安710004 西安交通大学第二附属医院超声研究室西安710004

目的比较双“Z”形缝合与改良Kessler缝合技术修复急性闭合性跟腱断裂的疗效。方法采用回顾性队列研究分析2018年7月至2022年7月西安交通大学第二附属医院收治的27例急性闭合性跟腱断裂患者的临床资料,其中男24例,女3例;年龄14~53岁[(3... 详细信息

目的比较双“Z”形缝合与改良Kessler缝合技术修复急性闭合性跟腱断裂的疗效。方法采用回顾性队列研究分析2018年7月至2022年7月西安交通大学第二附属医院收治的27例急性闭合性跟腱断裂患者的临床资料,其中男24例,女3例;年龄14~53岁[(35.7±8.2)岁]。患者均首次接受跟腱断裂开放性修复手术治疗,其中16例行双“Z”形缝合技术治疗(双“Z”形缝合组);11例行改良Kessler缝合技术治疗(改良Kessler缝合组)。比较两组术前和术后2、4、6周及末次随访时视觉模拟评分(VAS)。术后2、4、6周及末次随访时,采用美国足踝外科协会(AOFAS)踝‑后足评分、跟腱总断裂评分(ATRS)、踝关节活动度(背屈角度和跖屈角度)和剪切波弹性成像技术(SWE)[结果记为剪切波弹性速度值(SWV)]评估跟腱功能及质量恢复情况;采用高频超声技术评估跟腱形态结构恢复情况及软组织黏连程度。比较两组术后2周时早期康复训练耐受性及术后并发症发生率。结果患者均获随访6~12个月[(9.6±1.3)个月]。双“Z”形缝合组和改良Kessler缝合组术前VAS差异无统计学意义(P>0.05);术后2、4、6周,双“Z”形缝合组VAS分别为4.6(4.0,5.0)分、1.6(1.0,2.0)分、0.5(0.0,1.0)分,均低于改良Kessler缝合组的6.9(6.0,8.0)分、2.5(2.0,3.0)分、1.4(1.0,2.0)分(P0.05),而术后4、6周及末次随访时均呈降低趋势(P0.05)。术后2、4、6周,双“Z”形缝合组踝关节背屈角度分别为(-18.2±3.9)°、(-13.7±2.8)°、(-6.6±2.4)°,均优于改良Kessler缝合组的(-24.1±2.7)°、(-18.3±3.0)°、(-12.0±2.8)°(P0.05)。术后2周及末次随访时,两组踝关节跖屈角度差异均无统计学意义(P>0.05);术后4、6周,双“Z”形缝合组踝关节跖屈角度分别为(37.5±3.8)°、(42.1±3.3)°,均优于改良Kessler缝合组的(34.6±2.0)°、(38.0±1.4)°(P0.05),而术后6周及末次随访时均较前明显升高(P0.05),仅末次随访时较前明显升高(P0.05)。结论与改良Kessler缝合技术相比,双“Z”形缝合技术修复急性闭合性跟腱断裂,可术后早期减轻患者疼痛、促进踝关节活动度恢复、降低术后软组织黏连风险、提高康复训练耐受性。

关键词：跟腱软组织损伤超声检查缝合技术

基于F-PSMA-1007 PET/CT影像组学提高局灶性前列腺癌诊断准确性的临床研究

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西安交通大学学报(医学版) 2024年

作者：常儒玺罗量王睿妍董伟璇段小艺西安交通大学第一附属医院PET/CT室

目的构建影像组学模型，提高18F-PSMA-1007PET/CT对局灶性前列腺癌的鉴别能力。方法回顾性收集2020年7月至2024年4月西安交通大学第一附属医院经前列腺穿刺活检确诊前列腺癌、18F-PSMA-1007PET/CT显示局灶性核素浓聚的74例患者，中位... 详细信息

目的构建影像组学模型，提高18F-PSMA-1007PET/CT对局灶性前列腺癌的鉴别能力。方法回顾性收集2020年7月至2024年4月西安交通大学第一附属医院经前列腺穿刺活检确诊前列腺癌、18F-PSMA-1007PET/CT显示局灶性核素浓聚的74例患者，中位年龄为71岁，42例患者Gleason评分<8，32例患者Gleason评分≥8，根据检查时间随机选出外部验证集，并将其余患者按照7：3随机划分为训练集和测试集。在配准图像上半自动勾画病灶ROI并手动调整，随后将ROI对称性移至对侧非肿瘤组织，通过方差和相关性分析筛选特征，使用Logistic回归构建模型，并与视觉判断比较，通过绘制受试者工作特征曲线（receiveroperatingcharacteristic，ROC）比较各个模型的效果。基于Gleason评分、血清tPSA水平和病灶位置划分亚组，获得肿瘤组织鉴别诊断的最佳特征。结果共筛选出8个特征，视觉评价、测试集和外部验证集中曲线下面积（areaunderthecurve，AUC）分别为0.858、0.933和0.891，鉴别前列腺肿瘤的灵敏度分别为0.757、0.800和0.917，特异度分别为0.960、0.800和0.792。亚组分析结果显示，组学特征10percentile和skewness在肿瘤鉴别中价值较高，肿瘤组织10Percentile各组均高于非肿瘤组织（P值分别为0.012、0.002、<0.001、<0.001、<0.001、<0.001）；当tPSA≤10ng/mL且Gleason评分≥8时，肿瘤与非肿瘤组织skewness无统计学差异（P=0.08）；tPSA≥20ng/mL时，非肿瘤组织的skewness稍高于肿瘤组织，但无统计学差异（P值分别为0.285、0.791）；肿瘤灶位于前列腺后部（左后部、右后部）时，skewness显著高于非肿瘤组织（P值均为<0.001）。结论影像组学模型在区分局灶性前列腺癌肿瘤与非肿瘤组织方面灵敏度和准确性优于视觉评价，但后者特异度更高；其中skewness和10percentile对于鉴别诊断有较高价值。

关键词：局灶性前列腺癌 F-PSMA-1007 PET/CT 影像组学良恶性鉴别

融入几何先验的圆柱表面三维应变场双目视觉测量方法

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 162-173页

作者：张一鸣李广徐自力王珺闫松西安交通大学航天航空学院西安710049 西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室西安710049 西安航天动力研究所西安710100

针对现有基于双目视觉的圆柱表面三维应变场测量方法从位移场计算应变场效率低下的问题,将圆柱结构几何先验信息融入子域投影法理论,利用圆柱标准坐标变换替代大量冗余的局部切平面最小二乘拟合求解,提出了一种融合圆柱拟合和子域投影... 详细信息

针对现有基于双目视觉的圆柱表面三维应变场测量方法从位移场计算应变场效率低下的问题,将圆柱结构几何先验信息融入子域投影法理论,利用圆柱标准坐标变换替代大量冗余的局部切平面最小二乘拟合求解,提出了一种融合圆柱拟合和子域投影的表面三维应变场计算方法;然后采用数值模拟方式,在不同应变区域和位移场噪声条件下,将所提方法与一般曲面子域投影法进行对比分析;最后开展圆柱拉伸实验,分别从单点和全场两个角度将所提方法的应变计算结果与应变片测量结果进行了对比。研究结果表明:在保证计算精度和位移场噪声鲁棒性的同时,所提方法将计算效率提高了约20%,且与应变片实验测量结果吻合较好,验证了该方法能够实现圆柱结构表面三维应变场的高效测量,也为规则结构表面三维应变场的计算提供了新思路。

关键词：双目视觉子域投影三维应变场圆柱拟合最小二乘拟合

正常肝脏组织摄取F-FAPI-04的影响因素分析

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西安交通大学学报(医学版) 2024年

作者：李阳李艳沈聪西安交通大学第一附属医院PET/CT室

目的探讨正常肝脏组织摄取18F-FAPI-04的影响因素。方法回顾性纳入行18F-FAPI-04PET/CT显像的患者77例，收集患者的既往病史，同时收集显像前1周内实验室检查，包括血细胞分类计数、肝功能和肾功能指标。手工测量18F-FAPI-04PET/CT图像... 详细信息

目的探讨正常肝脏组织摄取18F-FAPI-04的影响因素。方法回顾性纳入行18F-FAPI-04PET/CT显像的患者77例，收集患者的既往病史，同时收集显像前1周内实验室检查，包括血细胞分类计数、肝功能和肾功能指标。手工测量18F-FAPI-04PET/CT图像上肝脏的最大标准摄取值（maximalstandarduptakevalue，SUVmax），分析SUVmax与血液学指标的相关性。以肝脏的SUVmax为因变量，进行多因素线性回归，得到肝脏摄取18F-FAPI-04的独立预测因素。结果肝脏SUVmax在是否吸烟、是否饮酒、是否化疗、有无活动性肿瘤及有无肝转移的组间差异均无明显统计学意义（P>0.05）。肝脏SUVmax与血细胞分类计数均无明显相关性（P>0.05），与谷丙转氨酶、γ-谷氨酰转肽酶、直接胆红素、球蛋白、血葡萄糖水平和肌酐正相关（r=0.196，P=0.047；r=0.180，P=0.027；r=0.196，P=0.015；r=0.171，P=0.032；r=0.296，P<0.001；r=0.270，P=0.001），与肾小球滤过率负相关（r=–0.209，P=0.009）。其中，葡萄糖水平（β=0.100，P<0.001）、直接胆红素（β=0.021，P<0.001）和肌酐（β=0.003，P=0.018）是肝脏SUVmax的独立预测因子。结论肝脏摄取18F-FAPI-04与谷丙转氨酶、γ-谷氨酰转肽酶、直接胆红素、球蛋白、血葡萄糖和肌酐水平正相关，与肾小球滤过率呈负相关。其中葡萄糖水平、直接胆红素和肌酐是影响肝脏摄取18F-FAPI-04 的独立预测因子。

关键词： PET/CT F-FAPI-04 血细胞分类计数肝功能指标肾功能指标

散射体旋转诱导模态下拓扑声高性能波束成形机理

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西安交通大学学报 2024年第9期58卷 191-204页

作者：马承志吴九汇宋倩于罗钦西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学复杂服役环境重大装备结构强度与寿命全国重点实验室西安710049

实现具有特定形式的无旁瓣高指向性声波波束的发射以及发射器件抵抗错误因素的能力过低一直是波束成形领域的棘手问题,通过旋转散射体在声学拓扑绝缘体的体边对应关系下提出了散射体旋转诱导模态下拓扑声学高性能波束成形机理。受到旋... 详细信息

实现具有特定形式的无旁瓣高指向性声波波束的发射以及发射器件抵抗错误因素的能力过低一直是波束成形领域的棘手问题,通过旋转散射体在声学拓扑绝缘体的体边对应关系下提出了散射体旋转诱导模态下拓扑声学高性能波束成形机理。受到旋转散射体对模态耦合的调控,能够实现无旁瓣宽频段下对波束波峰宽度以及波束能量衰减速率的近场和远场调控。通过在此结构内部引入错误因素,发现此拓扑声学高性能波束成形器具有高容错特性,多个错误因素对波束成形的近场远场结果基本不产生影响,这在很大程度上降低了加工制造的难度,同时极大地提高了器件的使用寿命。分别对拓扑声学波束成形以及错误因素介入下波束成形进行了实验验证,实验测试结果实现了4100~4630 Hz宽频带下无旁瓣的宽波峰波束,并且在器件中部分散射体缺失的情况下充分验证了波束成形器的高容错性。该研究提出的全新波束成形方法可为声学通信、微纳制造、生物医学和其他微形及多功能声学设备的工程应用提供参考。

关键词：波束成形拓扑声学高容错模态耦合无旁瓣

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板状燃料富集度对燃料性能的影响研究

核技术 2024年第6期47卷 159-167页

作者：岳智瑛贺亚男刘洪权巫英伟章静苏光辉田文喜秋穗正西安交通大学核科学与技术学院陕西省先进核电技术重点实验室西安710049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

核燃料的富集度对燃料性能有着重要的影响。为探究燃料富集度对U3Si2-Al板状燃料性能的影响,本研究基于BEEs-Plates/OpenMC/ZEBRA耦合程序,针对15%、20%和25%富集度的组件开展了中子物理-热工水力-燃料性能耦合计算,并分析了组件平均燃... 详细信息

核燃料的富集度对燃料性能有着重要的影响。为探究燃料富集度对U3Si2-Al板状燃料性能的影响,本研究基于BEEs-Plates/OpenMC/ZEBRA耦合程序,针对15%、20%和25%富集度的组件开展了中子物理-热工水力-燃料性能耦合计算,并分析了组件平均燃耗达125.71 GWd·tU^(-1)时的中子物理参数和燃料性能参数。计算结果表明,燃料组件富集度越高,其体积应变、蠕变应变和塑性应变越大。对中子物理参数的分析结果表明,25%富集度的组件功率密度比15%富集度的组件高出约18%,且富集度越高的组件最大燃耗也越大。对燃料性能参数的分析结果表明,25%富集度的组件塑性应变比15%富集度的组件最大高约40%,说明富集度越高的组件越容易发生失效。

关键词：中子物理热工水力燃料性能 U3Si2-Al燃料多物理场耦合

应用显式模型预测控制的永磁同步风电机组频率电压协同调节

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西安交通大学学报 2024年第8期58卷 9-18页

作者：闫逸辰寇鹏张远航李华李旭东熊尉辰梁得亮西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049 西安交通大学陕西省智能电网重点实验室西安710049 国网陕西省电力有限公司电力科学研究院西安710100

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电... 详细信息

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电网频率和电压的能力。根据频率摆动方程和电压灵敏度模型建立了换流站母线电压和电网频率的状态空间模型;将永磁同步风电机组的有功输出和无功输出相结合,利用多个EMPC控制器计算代价函数下的最优输出并进行组合,计算出故障后永磁同步风电机组的参考功率输出,以实现送端近区频率和电压的协同控制。在MATLAB/Simulink平台进行仿真验证表明:当闭锁故障发生时,EMPC控制策略不仅可以降低送端近区的频率和电压的峰值与稳态值,而且与其他控制方法相比,频率峰值降低了0.089 Hz,电压峰值降低了0.012(标幺值)。该研究可为电力系统的频率电压控制提供理论及工程参考。

关键词：永磁同步电机风力发电频率控制电压控制显式模型预测控制