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基于Adaboost-INGO-HKELM的变压器故障辨识

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 94-104页

作者：谢国民江海洋辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105

针对目前变压器故障诊断准确率低的问题,提出一种多策略集成模型。首先通过等度量映射(isometric mapping, Isomap)对高维非线性不可分的变压器故障数据进行降维处理。其次,利用混合核极限学习机(hybrid kernel based extreme learning ... 详细信息

针对目前变压器故障诊断准确率低的问题,提出一种多策略集成模型。首先通过等度量映射(isometric mapping, Isomap)对高维非线性不可分的变压器故障数据进行降维处理。其次,利用混合核极限学习机(hybrid kernel based extreme learning machine, HKELM)进行训练学习,考虑到HKELM模型易受参数影响,所以利用北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization, NGO)对其参数进行寻优。但由于NGO收敛速度较慢,易陷入局部最优,引入切比雪夫混沌映射、择优学习、自适应t分布联合策略对其进行改进。同时为了提高模型整体的准确率,通过结合Adaboost集成算法,构建Adaboost-INGO-HKELM变压器故障辨识模型。最后,将提出的Adaboost-INGO-HKELM模型与未进行降维处理的INGO-HKELM模型、Isomap-INGO-KELM模型、Adaboost-Isomap-GWO-SVM等7种模型的测试准确率进行对比。提出的Adaboost-INGO-HKELM模型的准确率可达96%,均高于其他模型,验证了该模型对变压器故障辨识具有很好的效果。

关键词：故障诊断油浸式变压器 Adaboost集成算法切比雪夫混沌映射混合核极限学习机等度量映射

基于先验知识的弓网接触电阻预测模型精度提升方法

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4535-4546页

作者：时光陈翼喆李莹张国威辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105

高速列车的运行实践表明,随着运行速度提高,受电弓与接触导线分离的可能性越大,越容易产生弓网电弧。导致电弧产生的因素很多,但最终都归结到滑板与接触网的接触电阻上。首先利用滑动电接触实验机,研究了波动载荷、滑动速度和接触电流... 详细信息

高速列车的运行实践表明,随着运行速度提高,受电弓与接触导线分离的可能性越大,越容易产生弓网电弧。导致电弧产生的因素很多,但最终都归结到滑板与接触网的接触电阻上。首先利用滑动电接触实验机,研究了波动载荷、滑动速度和接触电流对接触电阻的影响,并进一步结合表面形貌特征,分析了磨损机制、电弧放电与接触电阻演变规律之间的关系。其次为了预测不同工况下的接触电阻,建立了径向基(RBF)神经网络回归模型,通过在模型训练中融入先验知识和采用改进的食肉植物优化算法(ICPA)优化RBF神经网络超参数,提升弓网接触电阻预测模型的精度。有、无先验知识的ICPA-RBF模型预测性能对比仿真结果表明,两类先验知识分别有助于提高模型的收敛速度和预测精度。最后采用假设检验验证了模型的有效性。

关键词：接触电阻先验知识径向基(RBF)神经网络食肉植物算法假设检验

基于改进目标场法梯度线圈的感应式磁声磁粒子浓度成像研究

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4305-4316页

作者：闫孝姮淡新贤陈伟华刘方田辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125000

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法。由于其磁声信号的信噪比低,导致系统成像质量不佳,该文提出一种改善MACT-MI信噪比的新思路:首先,基于经典目标场法(TFM)设计梯度线圈的思... 详细信息

感应式磁声磁粒子浓度成像(MACT-MI)是一种基于磁声耦合效应的磁性纳米粒子(MNPs)浓度成像新方法。由于其磁声信号的信噪比低,导致系统成像质量不佳,该文提出一种改善MACT-MI信噪比的新思路:首先,基于经典目标场法(TFM)设计梯度线圈的思路,将最小化磁场相对误差定义为适应度函数,并采用鲸鱼优化算法对电流密度系数进行优化,设计了一种结构灵活、激励简单的高质量梯度磁场线圈;其次,为研究梯度磁场空间分布特征对MACT-MI的影响,该文构建不同的MNPs分布模型,并利用多物理场仿真软件COMSOL对MACT-MI的物理过程进行数值求解,得到成像区域的磁力和声压分布。仿真结果表明,磁力和声压的有效波动范围与梯度磁场均匀空间的大小成正比,且随着均匀空间的缩小,磁力和声压的峰值也随之衰减,通过提高磁场的均匀度可以有效提高磁声信号的信噪比,改善系统成像质量。研究结果可为成像装备的设计以及MACT-MI的后续实验应用提供研究基础。

关键词：磁声磁粒子浓度成像目标场法梯度磁场均匀空间

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多策略混合的改进沙猫群优化算法及其应用

控制与决策 2024年第10期39卷 3216-3224页

作者：回立川于千皓辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105

为了增加基本沙猫群算法的搜索效率、收敛效率,增加种群的多样性,增强全局搜索能力,提出一种多策略混合的改进沙猫群算法(improved sand cat swarm optimization algorithm, IMSCSO).利用Sine映射进行初始化以得到分布更加均匀的种群;... 详细信息

为了增加基本沙猫群算法的搜索效率、收敛效率,增加种群的多样性,增强全局搜索能力,提出一种多策略混合的改进沙猫群算法(improved sand cat swarm optimization algorithm, IMSCSO).利用Sine映射进行初始化以得到分布更加均匀的种群;在攻击行为中根据个体适应度的大小对攻击区间进行区域划分,减小攻击范围,增加搜索效率;将向量的线性变换引入到搜寻行为中,通过对系数矩阵的设计增加收敛效率;利用聚集度圆增加算法跳出局部最优的能力;通过引入生存机制的黄金正弦策略增强其局部开发的能力.使用12个基本测试函数对改进后的算法进行测试,经过Wilcoxon秩和检测、时间复杂度分析、李亚普诺夫稳定性分析验证改进算法的优越性.最后使用改进沙猫群算法对SVM参数进行优化,并应用于轴承故障检测,证明算法在实际应用中的有效性.

关键词：沙猫群算法 Sine映射区域划分线性变换聚集度圆黄金正弦策略生存机制

基于长短时记忆网络和生成对抗网络的VRB储能系统虚假数据注入攻击检测

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电网技术 2024年第1期48卷 383-393页

作者：陆鹏付华卢万杰辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁省葫芦岛市125105 辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁省阜新市123000

随着信息技术的不断发展,直流微电网储能系统已成为深度融合的信息物理系统,而精确的荷电状态估计对储能系统的实时监测和安全稳定运行至关重要。针对全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)储能系统荷电状态估计中,由虚假数据... 详细信息

随着信息技术的不断发展,直流微电网储能系统已成为深度融合的信息物理系统,而精确的荷电状态估计对储能系统的实时监测和安全稳定运行至关重要。针对全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)储能系统荷电状态估计中,由虚假数据注入攻击导致的异常数据检测问题,提出一种基于长短时记忆网络和生成对抗网络的检测方法。首先,建立了VRB等效电路模型和虚假数据注入攻击模型;然后,通过训练长短时记忆网络和生成对抗网络组成的循环网络,将长短时记忆神经网络嵌入生成对抗网络框架作为生成器和鉴别器来分析电池时序数据,通过判别网络中的判别损失误差和生成网络中的重构残差得到异常损失进行综合判断;最后,以CEC-VRB-5kW型号电池为对象,并构造不同强度的虚假数据攻击进行实验,验证检测方法的准确性与可行性。结果表明,与经典循环神经网络、随机森林、自编码器、长短时记忆网络检测方法进行对比,所提方法具有较高的检测精度,在VRB储能系统荷电状态估计中能够有效辨识虚假数据攻击。

关键词：长短时记忆网络生成对抗网络储能系统 SOC估计虚假数据注入攻击

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HD–YOLO：复杂场景下安全帽佩戴检测算法

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安全与环境学报 2024年

作者：邱云飞腰瑞琳金海波张嘉宁辽宁工程技术大学软件学院辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

针对目标密集、有遮挡的复杂施工场景下安全帽佩戴检测存在漏检、误检的问题，提出了一种基于YOLOv8的HD–YOLO安全帽佩戴检测算法。首先，设计了GRC–C2f结构，使用多分支结构捕获多尺度特征，兼顾训练阶段的特征提取能力和推理阶段的... 详细信息

针对目标密集、有遮挡的复杂施工场景下安全帽佩戴检测存在漏检、误检的问题，提出了一种基于YOLOv8的HD–YOLO安全帽佩戴检测算法。首先，设计了GRC–C2f结构，使用多分支结构捕获多尺度特征，兼顾训练阶段的特征提取能力和推理阶段的计算效率。其次，设计了DSASF颈部结构，结合动态上采样和多尺度特征融合，精准识别和定位图像中的小目标，以提高检测性能。然后，引入Focal Modulation模块替换原有的快速空间金字塔池化（Spatial Pyramid Pooling-Fast，SPPF）结构模块，捕捉图像中的长距离依赖和上下文信息，聚焦于复杂背景中的目标。最后，采用空间增强注意力模块（Spatially Enhanced Attention Module，SEAM）解决小目标遮挡问题。试验结果表明，HD–YOLO算法在同一数据集上平均精度均值为81.8%，相比原始YOLOv8算法提高了5.0百分点。设计的HD–YOLO算法有效提高了复杂场景中佩戴安全帽的检测精度。

关键词：安全社会工程安全帽检测 YOLOv8算法 GRC–C2f模块 DSASF颈部结构 Focal Modulation模块空间增强注意力模块(SEAM)

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多尺度特征衔接的高光谱分类网络

自然资源遥感 2024年

作者：魏林冉浩翔尹玉萍辽宁工程技术大学软件学院辽宁工程技术大学基础教学部辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

针对高光谱图像分类过程中难以有效提取多尺度特征和姿态信息容易丢失的问题,该文提出了一种多尺度特征衔接高光谱分类网络(hierarchical multi-scale concatenation net,HMC-Net)。首先,HMC-Net利用多尺度卷积核并行计算以提取多层次特... 详细信息

针对高光谱图像分类过程中难以有效提取多尺度特征和姿态信息容易丢失的问题,该文提出了一种多尺度特征衔接高光谱分类网络(hierarchical multi-scale concatenation net,HMC-Net)。首先,HMC-Net利用多尺度卷积核并行计算以提取多层次特征,同时引入1×1卷积核降低输入输出维度,平衡计算复杂度,从而在不显著增加总体计算负担的前提下,实现高效的特征提取;接着,采用独立的胶囊网络并行处理各尺度特征,即通过动态路由改进最大池化,增强特征的平移不变性以减少姿态信息丢失;最后,通过concatenate操作衔接整合了不同尺度的特征图,从而实现了对高光谱图像分类过程中多层次信息的精确解析。对比实验结果表明:HMC-Net在肯尼迪航天中心数据集、帕维亚大学数据集和萨利纳斯数据集上平均精度分别达到了94%、98%和99%,与最新的高光谱分类模型相比有明显性能优势,验证了该文所提模型的有效性。

关键词：高光谱图像多尺度特征姿态信息胶囊网络动态路由

心脏起搏器无线电能传输LCC-LCC磁集成印刷螺旋线圈研究

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5289-5299页

作者：陈伟华宋宇航闫孝姮姚金姝葛帅帅辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125000

为实现植入式心脏起搏器无线电能传输系统的体积小型化以及改善系统的传输性能,该文提出一种基于LCC-LCC磁集成印刷螺旋线圈(PSC)的心脏起搏器无线电能传输系统。首先,建立线圈模型,研究在填充比率固定条件下PSC的匝宽和匝间距对传输效... 详细信息

为实现植入式心脏起搏器无线电能传输系统的体积小型化以及改善系统的传输性能,该文提出一种基于LCC-LCC磁集成印刷螺旋线圈(PSC)的心脏起搏器无线电能传输系统。首先,建立线圈模型,研究在填充比率固定条件下PSC的匝宽和匝间距对传输效率的影响,确定最佳的线圈参数;其次,建立非集成式和集成式耦合机构的仿真模型,计算不同偏移情况下两种耦合机构的磁场分布情况;最后,搭建非集成式与集成式无线电能传输系统,验证集成结构在传输性能方面的优势。结果表明:在12mm的传输距离下,传输效率由62.3%提升至68.1%,输出功率提升了0.39W。此外,通过模拟计算无线充电过程中电场强度和比吸收率(SAR)值在人体内的分布情况,对系统进行安全评估。集成式PCS的提出有助于推进心脏起搏器无线电能传输系统的产品化进程。

关键词：无线电能传输心脏起搏器磁集成印刷螺旋线圈

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基于改进黏菌算法的光伏多峰值MPPT控制

太阳能学报 2024年第2期45卷 421-428页

作者：任志玲毛奕栋辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105

针对传统最大功率点跟踪技术在局部遮阴等天气条件下存在无法追踪到全局最大功率点的问题,提出一种基于改进黏菌算法的MPPT控制。首先,对太阳电池模型及多峰值特性进行分析;其次,在黏菌算法中引入领导者策略和基于最优个体的凸透镜反向... 详细信息

针对传统最大功率点跟踪技术在局部遮阴等天气条件下存在无法追踪到全局最大功率点的问题,提出一种基于改进黏菌算法的MPPT控制。首先,对太阳电池模型及多峰值特性进行分析;其次,在黏菌算法中引入领导者策略和基于最优个体的凸透镜反向学习策略,在提高算法计算精度、收敛速度的同时克服了算法易“早熟”现象;最后,根据光伏阵列最大功率输出特性分别确定算法优化模型、初始化位置及重启机制。仿真与实验结果表明:基于改进黏菌算法的MPPT控制能快速、准确地跟踪到全局最大功率点,有效规避陷入局部最优问题,提高了光伏系统的转换效率。

关键词：光伏发电最大功率点跟踪优化局部遮阴改进黏菌算法

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