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基于云边协同的带式输送机故障诊断技术

工矿自动化 2024年第S1期 119-121+150页

作者：马孝威李标煤炭科学技术研究院有限公司煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室煤矿应急避险技术装备工程研究中心北京市煤矿安全工程技术研究中心

带式输送机是煤矿中的重要生产设备，针对带式输送机的故障诊断需要进行大量的计算，但煤安设备的硬件配置难以满足庞大的计算需求，将数据传输到地面又会使工业环网产生延迟，因此提出了一种基于云边协同的带式输送机故障诊断技术。该... 详细信息

带式输送机是煤矿中的重要生产设备，针对带式输送机的故障诊断需要进行大量的计算，但煤安设备的硬件配置难以满足庞大的计算需求，将数据传输到地面又会使工业环网产生延迟，因此提出了一种基于云边协同的带式输送机故障诊断技术。该技术将云平台和边缘侧的计算量进行合理的分配，在边缘侧的设备上对采集的原始数据进行简单的分析和处理，再将重要数据发送到云端进行更精密的计算。在边缘侧使用简单的阈值判断法，通过分析电动机的温度、电流、声音幅值、振动峰值的极值判断故障，在云端使用卷积神经网络，建立故障诊断模型库，对采集的数据进行信号去噪、特征提取、特征对比的处理方法，分析带式输送机的具体故障类型，为设备的维修提供指导建议。云边协同不仅实现了带式输送机的故障诊断，还联动带式输送机综合保护装置、扩音电话、综合管控平台，在检测到故障时可完成带式输送机停机、语音报警、平台画面显示等操作，将整个主煤流运输系统进行统一调配，实现主煤流运输系统的智能化升级。

关键词：带式输送机故障诊断云边协同卷积神经网络综合保护装置

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基于双指标的矿用电源箱均衡策略

工矿自动化 2024年第S1期 205-208页

作者：张健煤炭科学技术研究院有限公司煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室煤矿应急避险技术装备工程研究中心北京市煤矿安全工程技术研究中心

针对矿用电源箱采用安时积分法进行电池SOC估算时误差大导致均衡不合理等问题，引入放电倍率影响系数、循环次数影响系数，对安时积分法计算SOC进行修正。以LFS1-20型磷酸铁锂电池为例，采用实验与数据拟合方法确定了电源箱容量、放电... 详细信息

针对矿用电源箱采用安时积分法进行电池SOC估算时误差大导致均衡不合理等问题，引入放电倍率影响系数、循环次数影响系数，对安时积分法计算SOC进行修正。以LFS1-20型磷酸铁锂电池为例，采用实验与数据拟合方法确定了电源箱容量、放电倍率影响系数、循环次数影响系数、荷电状态初始值等参数；以电源箱是否处于工作状态为前提，构建了以电压和SOC双变量作为均衡指标的矿用电源箱均衡策略，即当SOC为0～20%和80%～100%时使用电压为均衡指标，SOC为20%～80%时使用SOC作为指标。对电源箱进行均衡测试，结果表明：基于双指标的均衡策略可快速实现电源箱在工作状态或非工作状态下的均衡，且修正后的安时积分法计算SOC的准确度进一步提高。

关键词：矿用电源电池均衡 SOC OCV 改进安时积分法放电倍率影响系数循环次数影响系数

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数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化

物理学报 2024年第6期73卷 151-158页

作者：居学尉张林烽黄峰朱国锋李淑锦陈燕青王嘉勋钟舜聪陈盈王向峰福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院) 莆田351100 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108 福州大学物理与信息工程学院福州350108

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结... 详细信息

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构,迭代寻优至最优结构图案.本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为–0.1071 dB的太赫兹带通滤波器.与传统的人工正向设计相比,逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器.

关键词：逆向设计太赫兹超表面数字编码映射建模

基于改进A*和势场法的轮式煤矿救援机器人路径规划

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煤炭科学技术 2024年

作者：王宏伟李超梁威姚林虎李永安太原理工大学山西省煤矿智能装备工程研究中心太原理工大学机械与运载工程学院

煤矿救援机器人在非结构化井下巷道环境中进行搜救任务，传统的路径规划算法用于搜索空间较大或者复杂度较高的非结构化环境时，可能会面临效率低、非最优路径和平滑度较差等问题；此外，巷道存在复杂的交叉口等环境特征，机器人在该区... 详细信息

煤矿救援机器人在非结构化井下巷道环境中进行搜救任务，传统的路径规划算法用于搜索空间较大或者复杂度较高的非结构化环境时，可能会面临效率低、非最优路径和平滑度较差等问题；此外，巷道存在复杂的交叉口等环境特征，机器人在该区域容易偏离预设路线或与路口壁面发生剐蹭。为了克服这些问题并提高机器人的导航精度，本文提出了针对轮式煤矿救援机器人路径规划算法改进方案：（1）改进A*算法，通过分层邻域搜索与剪枝的方法改进邻域搜索方式，优化代价函数以更好地平衡实际代价和启发式代价的影响，更准确地评估每个节点的代价，使其适应实际情况且缩减了计算量，并利用B样条方法对路径进行平滑处理；（2）利用RANSAC拟合算法构建煤矿巷道壁面的几何模型，以便提取交叉路口特征点坐标纳入规划系统，利用B样条基函数的局部支撑性优化路径，当后续添加路径优化点时，仅影响相应区间的曲线形状，对路径的其余部分不产生影响；（3）根据构建的环境几何模型和提取的特征点建立综合局部势力场，引入调整系数优化势场分布，并使用PSO优化的PID算法实现运动控制，增强机器人针对巷道交叉口等复杂环境通行的适应能力。本文通过MATLAB和ROS仿真验证了算法原理与应用的可行性；实验证明该方法可以实现在复杂交叉环境中路径规划、自主行驶等功能。

关键词：路径规划 B样条交叉路口拟合算法势场控制 PID

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三维服装虚拟展示技术的研究进展

纺织学报 2024年第5期45卷 248-257页

作者：程碧莲蒋高明李炳贤江南大学针织技术教育部工程研究中心江苏无锡214122

为产生逼真而富有动感的服装展示效果,探究虚拟展示技术是一种极具前景的解决方案,为此对国内外三维服装虚拟展示技术的研究进行了回顾。首先系统地概述三维人体建模技术,总结了参数化人体建模和非参数化人体建模的发展现状。其次,以服... 详细信息

为产生逼真而富有动感的服装展示效果,探究虚拟展示技术是一种极具前景的解决方案,为此对国内外三维服装虚拟展示技术的研究进行了回顾。首先系统地概述三维人体建模技术,总结了参数化人体建模和非参数化人体建模的发展现状。其次,以服装建模中的几何建模法、物理建模法和混合建模法3种方法为切入点详细阐述了服装建模的研究历程,分析了国内外学者多年的研究与探索。最后,基于服装虚拟展示技术中的三维着装模拟法和服装动画模拟法介绍了虚拟展示技术从单一的静态模拟发展到具有物理属性的动态仿真的发展过程,论述了三维服装虚拟展示技术中服装着装模拟技术和服装动画模拟技术现有成果的优势和不足,展望了三维服装展示技术未来会朝快速地三维人体建模、高效着装模拟和具有真实感地动画模拟3个方向发展。

关键词：三维人体建模服装建模服装虚拟展示着装模拟动画模拟

考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度

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电力自动化设备 2024年第6期44卷 50-58,76页

作者：邵振国林勇棋陈飞雄郑翔昊郭奕鑫颜熙颖福州大学电气工程与自动化学院福建省电器智能化工程技术研究中心福建福州350108

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特... 详细信息

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特性、碳-绿证耦合机制,构建综合能源系统动态低碳经济调度模型;为了保护各网络运营商的数据隐私,根据能量耦合关系对综合能源系统解耦,建立电-气-热网络的分布式协同优化模型;在此基础上,考虑风电出力和多能负荷的不确定性,提出基于一致性交替方向乘子法的分布式鲁棒优化框架,并利用二阶锥对偶理论与交替优化方法实现含二阶锥约束和二元变量的鲁棒子问题求解。以修改的IEEE 39节点电力网络、比利时20节点天然气网络和15节点热力网络为算例进行仿真分析,验证所提方法能够在源荷不确定性条件下实现综合能源系统各网络分散自治运行,同时兼顾系统运行的低碳性和经济性。

关键词：电-气-热综合能源系统碳-绿证耦合动态特性鲁棒优化低碳经济调度交替方向乘子法

基于全纯嵌入的电力系统不确定性仿射潮流方法

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 105-116,I0009页

作者：邵振国李壹民颜熙颖何松涛陈飞雄福建省电器智能化工程技术研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

仿射潮流算法是求解新型电力系统状态量分布特征的重要手段。针对现有仿射潮流算法保守度较高、算法效率较低且需要选择合适的迭代初始值等不足之处,该文提出一种基于全纯嵌入的不确定性仿射潮流计算方法。首先,构建电力系统节点电压和... 详细信息

仿射潮流算法是求解新型电力系统状态量分布特征的重要手段。针对现有仿射潮流算法保守度较高、算法效率较低且需要选择合适的迭代初始值等不足之处,该文提出一种基于全纯嵌入的不确定性仿射潮流计算方法。首先,构建电力系统节点电压和功率仿射模型,并建立系统仿射潮流方程。在此基础上,将嵌入因子引入到仿射潮流方程中,构造具有泰勒级数形式的全纯嵌入仿射潮流模型;接着,将仿射潮流求解问题转换为泰勒幂级数系数的求解问题,获取状态量初始解及递推关系,计算不确定性潮流的仿射解。最后,算例验证所提算法具有保守性低、计算效率高和量化分析分布式电源出力对电压影响等优势。

关键词：不确定性区间潮流仿射潮流全纯嵌入

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电-气互联系统预测-校正型仿射能流算法

电力自动化设备 2024年第5期44卷 19-27,35页

作者：陈飞雄颜熙颖邵振国李壹民郑翔昊福州大学电气工程与自动化学院福建省电器智能化工程技术研究中心福建福州350108

综合能源系统能流耦合渐趋紧密,与此同时可再生能源和负荷需求的强不确定性对系统能流分析提出了挑战。因此,提出一种电-气互联系统(IEGS)仿射型区间能流算法,在仿射能流计算结果中保留噪声元特征,通过噪声元系数分析各独立不确定因素... 详细信息

综合能源系统能流耦合渐趋紧密,与此同时可再生能源和负荷需求的强不确定性对系统能流分析提出了挑战。因此,提出一种电-气互联系统(IEGS)仿射型区间能流算法,在仿射能流计算结果中保留噪声元特征,通过噪声元系数分析各独立不确定因素对系统状态变量的影响程度。建立电、气子系统仿射模型及能流方程。提出基于域收缩思想的IEGS预测-校正型仿射能流算法,根据灵敏度对状态量的解域进行保守的预测,并构建优化模型对解域进行压缩校正。同时,采用多能流分布式迭代方法进行求解,其无须考虑复杂耦合网络中的多能流计算顺序。最后通过仿真验证了所提方法在保守性、计算效率方面的优势,并量化分析了不确定因素对系统状态量的影响。

关键词：电-气互联系统多能流算法不确定性分析仿射型区间能流

基于深度强化学习的含智能软开关配电网电压控制方法

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高电压技术 2024年第3期50卷 1214-1224,I0023页

作者：朱振山张新炳陈豪福州大学电气工程与自动化学院福州350108 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108

大量分布式新能源接入给配电网运行带来了电压越限和网损增加等一系列问题。提出了一种基于多智能体强化学习的无模型电压控制策略,通过协调光伏逆变器、分布式储能和智能软开关以降低网损、消除电压越限。针对传统电压控制策略对配电... 详细信息

大量分布式新能源接入给配电网运行带来了电压越限和网损增加等一系列问题。提出了一种基于多智能体强化学习的无模型电压控制策略,通过协调光伏逆变器、分布式储能和智能软开关以降低网损、消除电压越限。针对传统电压控制策略对配电网精确的模型参数依赖性强的问题,提出了基于高斯过程回归的潮流替代模型,通过多智能体与潮流替代模型交互实现无模型的离线训练和在线应用。同时提出了一种基于随机加权三重Q学习的多智能体深度强化学习算法,能够进一步降低柔性演员-评论家算法的高低估误差,提升算法探索能力和收敛结果。最后在IEEE33节点系统上的仿真结果,验证了所提方法在解决配电网分布式电压优化控制问题上的有效性。

关键词：深度强化学习电压控制智能软开关多智能体配电网高斯过程回归