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基于模糊控制的温室气候控制器设计

中国农机化学报 2024年第7期45卷 75-80页

作者：王丽娜曹建安王莲花姚亚平陕西省现代农业科学研究院西安市710000 西安交通大学西安市710000

为解决猕猴桃基地“瑞玉”新品种苗木繁育中农业大棚温湿度控制精度、速度、稳定性的难题,依托猕猴桃育苗玻璃温室,设计适合农作物生长的环境因子模糊控制系统。该系统针对温室环境中温湿度的强耦合规律,在控制中增加温湿度解耦算法,通... 详细信息

为解决猕猴桃基地“瑞玉”新品种苗木繁育中农业大棚温湿度控制精度、速度、稳定性的难题,依托猕猴桃育苗玻璃温室,设计适合农作物生长的环境因子模糊控制系统。该系统针对温室环境中温湿度的强耦合规律,在控制中增加温湿度解耦算法,通过建立不对称温湿度补偿规则库,将温度、湿度模糊控制的输出变量和解耦补偿输出合成后得出实际温湿度控制输出,对农业大棚的温湿度控制过程进行改善,优化大棚环境监控效果。结果表明:空气温度、空气湿度、光照强度控制精度分别达到了±2℃、±5%RH、±200 Lux,达到稳态时间分别为9 min、16 min、4 min,且基本保持稳定,本系统控制精度较高、调节速度快、鲁棒性好,具有较好的实用价值和推广价值。

关键词：温室环境调控农业大棚模糊控制模糊解耦

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沿面放电光脉冲发展特征与临界击穿判据研究

中国电机工程学报 2024年第10期44卷 4123-4133,I0032页

作者：任明王玥关浩斌王凯余家赫董明电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

绝缘沿面放电是引起高压开关柜中滑闪及电弧击穿的主要原因和前期阶段,准确有效地对绝缘异常爬电进行监测、跟踪和预警对保障设备安全运行非常关键。该文通过试验研究强垂直分量绝缘爬电的光脉冲阶段特征,并提出基于多波段光谱辐射强度... 详细信息

绝缘沿面放电是引起高压开关柜中滑闪及电弧击穿的主要原因和前期阶段,准确有效地对绝缘异常爬电进行监测、跟踪和预警对保障设备安全运行非常关键。该文通过试验研究强垂直分量绝缘爬电的光脉冲阶段特征,并提出基于多波段光谱辐射强度信息的放电发展阶段划分方法和临界击穿判据,从而建立基于多波段光谱强度比值的放电跟踪预警方法。首先,搭建多波段单光子试验系统,采用自制多波段光学传感装置对沿面放电发展全过程跟踪测量,获得表征放电发展过程光谱比率的统计参量;其次,借助模糊聚类算法和支持向量机,构建放电发展临界特征空间边界,并对放电严重程度进行量化评估,结果表明该方法对放电阶段的正判率达到96.9%以上;最后,确立基于光谱比率的放电危险性主动预警逻辑,并开发了放电光脉冲跟踪预警系统,为开关柜放电和弧光监测的创新应用提供了参考。

关键词：高压开关柜光谱比率临界击穿弧光监测模糊聚类

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密度泛函理论研究富勒烯C_(70)对偏二甲肼与NO_(2)的抽氢反应机制

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火炸药学报 2024年第3期47卷 237-244,I0004页

作者：赵子航慕晓刚王生辉马海霞西北大学化工学院/西安市特种能源材料重点实验室陕西西安710069 火箭军工程大学陕西西安710025

为了探讨富勒烯(C_(70))作为催化剂用于偏二甲肼(UDMH)推进剂分解的可行性,采用密度泛函理论(DFT)研究了UDMH分子与C_(70)团簇分子的相互作用,分析了UDMH在C_(70)表面的吸附行为及分解路径,计算获得了UDMH在C_(70)存在时发生抽氢反应的... 详细信息

为了探讨富勒烯(C_(70))作为催化剂用于偏二甲肼(UDMH)推进剂分解的可行性,采用密度泛函理论(DFT)研究了UDMH分子与C_(70)团簇分子的相互作用,分析了UDMH在C_(70)表面的吸附行为及分解路径,计算获得了UDMH在C_(70)存在时发生抽氢反应的活化能和反应热。结果表明,UDMH分子在C_(70)表面表现为两种吸附构型,主要发生物理吸附且吸附能较小,C_(70)分子的加入并未改变UDMH分解的初始和次级反应位点,在与NO_(2)抽氢反应时表现为在NH _(2)基团上依次发生。与纯UDMH分解相比,A、B两种吸附构型中UDMH分解初始基元反应的反应活化能分别下降了19.4 kJ/mol、21.1 kJ/mol,反应热分别降低了24.2 kJ/mol和27 kJ/mol。因此,C_(70)对于UDMH分解的前两步反应具有催化能力,能够促进UDMH的分解。

关键词：量子化学富勒烯C_(70) 偏二甲肼 UDMH 密度泛函理论 DFT

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特征引导的多模态聚合低光环境行为识别方法

控制与决策 2024年第7期39卷 2305-2314页

作者：刘光辉王秦蒙孟月波陈廷廷张娅琳西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055 西安市建筑制造智动化技术重点实验室西安710055

诸如夜间等低光场景下的行为识别对于安防、自动驾驶等领域具有重要意义,针对现有方法在低光环境下识别效果不佳、鲁棒性较差等问题,提出一种基于特征引导的多模态聚合低光环境行为识别方法(MALNFG).首先,设计分层骨架特征融合网络(HSFI... 详细信息

诸如夜间等低光场景下的行为识别对于安防、自动驾驶等领域具有重要意义,针对现有方法在低光环境下识别效果不佳、鲁棒性较差等问题,提出一种基于特征引导的多模态聚合低光环境行为识别方法(MALNFG).首先,设计分层骨架特征融合网络(HSFIE),利用光照增强算法提升低光场景的骨架提取能力,采用层次化时空特征融合策略获取侧重于人体行为本身表达的动作特征,改善低光场景下因骨架缺失造成的精度下降问题;其次,设计高效表观特征提取模块(EAFEM),采用零参数时间位移模块在2D特征提取网络上高效捕捉包含丰富场景信息的时空特征;接着,设计特征引导多模态聚合网络(MNF),利用特征引导策略执行骨架特征与RGB表观特征的深层信息交互,实现行为特征的全面性表征;最后,采用全连接层进行特征分类,完成行为识别.实验结果表明,所提出方法可以较好地适用于低光环境下的人体行为识别任务.

关键词：行为识别低光场景多模态聚合特征引导光照增强

计算偏振彩色傅里叶叠层成像:散射光场偏振特性的复用技术

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物理学报 2024年第12期73卷 180-189页

作者：相萌何飘王天宇袁琳邓凯刘飞邵晓鹏西安电子科技大学光电工程学院西安710071 西安市计算成像重点实验室西安710071 中国科学院空间精密测量技术重点实验室西安710119 西安电子科技大学杭州研究院杭州311200

针对目前透过散射介质成像技术中宽谱导致目标信息被淹没于背景干扰中,且散射对波长的敏感性使得频谱信息混叠产生的色彩畸变严重,无法实现彩色超分辨率成像的问题,提出了基于散射光场偏振信息复用的计算偏振彩色傅里叶叠层成像技术.该... 详细信息

针对目前透过散射介质成像技术中宽谱导致目标信息被淹没于背景干扰中,且散射对波长的敏感性使得频谱信息混叠产生的色彩畸变严重,无法实现彩色超分辨率成像的问题,提出了基于散射光场偏振信息复用的计算偏振彩色傅里叶叠层成像技术.该技术深入地分析散射场的强度及偏振分布特性,综合利用散射场中目标与背景干扰的偏振信息差异性和唯一性表征,结合光场的偏振共模抑制特性和偏振的波长相关性,分通道实现宽谱散射场中的背景干扰信息和目标信息的有效分离.此外,深度挖掘散射光场中频谱信息的差异性,利用傅里叶叠层技术实现散射光场频谱信息拼接,进而获得透过散射介质的彩色高分辨率成像效果.实验结果表明,该方法不仅能够实现透过散射介质的超分辨率重建,而且偏振信息的复用对于谱宽造成的信号混叠有明显的抑制作用,大幅提升了重建图像的信噪比和对比度,抑制了色彩畸变,在未来的透过散射介质成像具有良好的应用前景.

关键词：散射偏振超分辨率傅里叶叠层计算成像

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大功率高频变压器绝缘问题研究综述

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3306-3326,I0032页

作者：尚星宇庞磊卜钦浩吴治诚张乔根电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

高频变压器是电力电子变换系统中负责电气隔离和电压变换的关键器件。大功率高频变压器紧凑化的结构使其复合绝缘或浇注绝缘承受严苛的电、热和机械应力,给绝缘设计带来很大挑战。该文首先回顾了高频变压器的应用背景和结构形式,然后分... 详细信息

高频变压器是电力电子变换系统中负责电气隔离和电压变换的关键器件。大功率高频变压器紧凑化的结构使其复合绝缘或浇注绝缘承受严苛的电、热和机械应力,给绝缘设计带来很大挑战。该文首先回顾了高频变压器的应用背景和结构形式,然后分析了高频变压器主绝缘和纵绝缘承受的电压应力,指出变压器局部介电损耗的问题,从优化设计的角度表明了功率密度与绝缘可靠性之间的矛盾,并阐明了高频变压器绝缘承受机械应力。提取了近年来高频变压器样机的绝缘设计中常用的绝缘材料、绝缘形式、绝缘等级,分析了绝缘设计对变压器体积、电场分布及寄生参数等的影响,提出绝缘设计流程的改进方向。高频电压下聚合物绝缘的介电损耗、局部放电和空间电荷特性是目前相关研究的关注重点,而这些因素之间通常互相耦合。分析归纳了高频方波波形参数和温度等条件对局部放电、绝缘寿命、空间电荷和电树枝发展规律的影响,指出研究领域的空白。最后,对高频变压器应力特点、绝缘设计和绝缘问题研究现状进行了总结。

关键词：高频变压器高频电压多应力电介质绝缘绝缘设计

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氢键调控提升聚硫脲介电储能特性

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3360-3370,I0001页

作者：冯阳渠广昊李盛涛电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

为理解氢键对聚硫脲(polythiourea,PTU)介电储能特性的影响,该文采用实验和分子模拟方法,研究脂环族PTU(AcPTU)和芳香族PTU(ArPTU)中氢键作用模式和强度对介电常数、击穿场强和储能特性的影响。利用红外光谱和核磁共振氢谱表征化学组成... 详细信息

为理解氢键对聚硫脲(polythiourea,PTU)介电储能特性的影响,该文采用实验和分子模拟方法,研究脂环族PTU(AcPTU)和芳香族PTU(ArPTU)中氢键作用模式和强度对介电常数、击穿场强和储能特性的影响。利用红外光谱和核磁共振氢谱表征化学组成和分子构型,利用宽频介电谱、击穿和电滞回线测试获得介电储能特性,基于H-N公式提取偶极极化特征参数,利用热刺激去极化电流法提取了陷阱深度,采用Multiwfn软件识别氢键作用模式和强度。结果显示,氢键作用模式和强度可以通过改变偶极极化和陷阱特性影响介电性能。脂环结构可以增多由反式/反式构型硫脲组装成的双氢键阵列,增强其介电松弛强度,进而提高介电常数;苯环结构可以增强π氢键数目和作用强度,加深由苯环碳原子和硫原子等氢键受体贡献的深陷阱能级,进而提高击穿场强。AcPTU具有高介电常数,归因于脂环结构增强了双氢键阵列的介电松弛强度;ArPTU的击穿场强高达855 MV/m,是因为苯环结构强化了氢键的电荷捕获效应。此外,当电场强度为300 MV/m时,AcPTU的储能密度和效率分别达到2.62 J/cm3和93.31%。该研究为提升本征型聚合物介电储能特性提供了理论依据。

关键词：氢键作用聚硫脲介电性能储能密度分子模拟

基于混合高斯分布的联合鲁棒稀疏贝叶斯学习结构损伤识别模型

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中国公路学报 2024年第5期37卷 300-313页

作者：李荣鹏宋学力易稳肖玉柱邓庆田李新波长安大学理学院陕西西安710064 西安市结构损伤数字化检测技术重点实验室陕西西安710064

损伤识别是结构健康监测的核心问题之一。基于混合高斯分布的鲁棒稀疏贝叶斯学习损伤识别模型(RSBLM-MoG),因利用混合高斯分布准确地量化损伤识别中的不确定性而得到了较好的损伤识别结果。然而,该模型在损伤识别中忽略了多组测试数据... 详细信息

损伤识别是结构健康监测的核心问题之一。基于混合高斯分布的鲁棒稀疏贝叶斯学习损伤识别模型(RSBLM-MoG),因利用混合高斯分布准确地量化损伤识别中的不确定性而得到了较好的损伤识别结果。然而,该模型在损伤识别中忽略了多组测试数据之间相似性信息的利用。为了进一步提高损伤识别精度,通过贝叶斯联合学习技术实现多组测试数据之间相似性信息的利用,提出基于混合高斯分布的联合鲁棒稀疏贝叶斯学习损伤识别模型(JRSBLM-MoG)和其相应的基于Laplace近似的期望最大化算法。平面桁架结构数值算例和固支梁试验研究结果表明:JRSBLM-MoG的损伤识别精度比RSBLM-MoG分别平均提高了7.61%和3.54%;JRSBLM-MoG可有效利用多组测试数据之间相似性信息提高损伤识别精度。

关键词：桥梁工程损伤识别稀疏贝叶斯学习联合学习期望最大化 Laplace近似

基于频域阈值处理广义互相关和空间筛选的多源局部放电定位方法

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电网技术 2024年第4期48卷 1721-1730,I0089,I0091-I0093页

作者：关宇董明席英杰李易张崇兴任明电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

该文针对电力设备的多源局部放电定位问题,提出了基于频域阈值处理广义互相关(frequency domain threshold processing generalized cross-correlation,FDTP-GCC)和空间筛选的多源局部放电定位方法。为实现多源局部放电超声信号的同源... 详细信息

该文针对电力设备的多源局部放电定位问题,提出了基于频域阈值处理广义互相关(frequency domain threshold processing generalized cross-correlation,FDTP-GCC)和空间筛选的多源局部放电定位方法。为实现多源局部放电超声信号的同源时间差提取问题,该文提出了FDTP-GCC算法,该算法直接应用于超声传感设备采集的原始信号,在频域内通过设置幅度谱阈值排除干扰频段,幅度谱归一化突出多源信号时间差的冲激函数特征,直接得到对应同源信号的时间差。通过仿真证明了FDTP-GCC算法进行时间差估计的高准确性、高稳定性、高抗噪能力。为解决FDTP-GCC算法带来的同源时间差分离的问题,该文提出了基于空间筛选的多源局部放电定位方法,并分析了采用基于解析解的算法和智能算法进行空间筛选的定位性能。最后采用双局部放电源进行了定位试验,试验结果表明该文方法提取的时间差误差均在1μs以内,两个局部放电源的定位误差为20.53cm和4.93cm。

关键词：局部放电超声定位到达时间差频域阈值处理广义互相关空间筛选