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基于多尺度特征融合的光伏组件缺陷检测

计算机工程与应用 2024年第3期60卷 340-347页

作者：田浩周强贺晨龙陕西科技大学电气与控制工程学院西安710000

针对光伏组件缺陷背景复杂,缺陷尺度差异较大,小目标缺陷较多等传统目标检测算法无法解决的问题,提出了一种基于多尺度特征融合的光伏组件缺陷检测算法。算法以YOLOv5s为框架,在主干网络中嵌入坐标注意力机制,用于提取重要的缺陷形态,... 详细信息

针对光伏组件缺陷背景复杂,缺陷尺度差异较大,小目标缺陷较多等传统目标检测算法无法解决的问题,提出了一种基于多尺度特征融合的光伏组件缺陷检测算法。算法以YOLOv5s为框架,在主干网络中嵌入坐标注意力机制,用于提取重要的缺陷形态,增强网络特征提取能力;在颈部网络中使用双向特征金字塔,以自适应权重的方式融合不同尺度的图像特征;在预测层添加微小目标检测层,并结合ASFF检测头自适应融合不同输出层,减少目标特征信息丢失。在光伏组件数据集上进行验证,实验表明改进后的算法可以快速精准识别缺陷,其中mAP达到了91.9%,召回率达到了90.8%,相比于YOLOv5s网络,mAP和召回率分别提升了3.2、4.5个百分点。

关键词：光伏组件 YOLOv5 缺陷检测特征融合

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基于自抗扰的感应电机无模型预测电流控制

电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 149-160页

作者：贺虎成徐景哲谭阜琛刘洵文张杰翟恒西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054 苏州汇川联合动力系统有限公司西安分公司陕西西安710061 神东煤炭集团陕西神木719315

针对采用传统比例积分(proportional integral,PI)控制算法的感应电机在面对复杂扰动时控制性能降低的问题,基于矢量控制系统,提出了感应电机的自抗扰(active disturbance rejection control,ADRC)无模型预测控制(model-free predictive control,MFPC)方法。首先,结合转速环和磁链环数学模型,设计了转速环和磁链环的ADRC控制器,对负载变化和内参摄动产生的内外扰动进行观测并补偿。其次,为避免内环控制器对电机参数的依赖,基于无模型控制原理,建立了dq电流环的超局部方程,将控制量之外的变量视为干扰量,并引入非线性扩张状态观测器估计干扰量。最后,结合预测控制思想设计了电流环控制器,得到开关状态作用于逆变器。仿真与实验结果表明提出的算法相对PI算法有更好的抗扰性和鲁棒性,可以有效提高感应电机的动态和稳态性能。

关键词：感应电机自抗扰控制无模型控制超局部方程预测控制

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爆炸性环境分断放电的建弧过程研究

高压电器 2024年

作者：赵永秀张颖田江晖王瑶西安科技大学电气与控制工程学院广州视琨电子科技有限公司

为研究爆炸性环境电极分断放电建弧过程，基于IEC-SSTA（IEC safe spark test apparatus）电弧放电宏观特性，建立极间微观粒子输运模型，研究建弧过程极间粒子数密度和电势的演化规律；分析爆炸性环境对放电起主要贡献的带电粒子类型... 详细信息

为研究爆炸性环境电极分断放电建弧过程，基于IEC-SSTA（IEC safe spark test apparatus）电弧放电宏观特性，建立极间微观粒子输运模型，研究建弧过程极间粒子数密度和电势的演化规律；分析爆炸性环境对放电起主要贡献的带电粒子类型。仿真结果表明：鞘层和等离子体区的形成标志着电弧的产生；在两种气体环境中对放电起主要贡献的正离子不同，而负离子、消耗电子能量的自由基和激发态粒子相同；甲烷—空气环境下电感分断电弧放电作用更强。

关键词：爆炸性环境电感分断放电等离子体低压小电流

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基于电源端电压的电动汽车电弧故障检测

仪器仪表学报 2024年第5期45卷 262-270页

作者：刘艳丽杨贺允刘乙雁崔诗淼王浩辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

当电动汽车主电路的电气接触点接触不良时，极易产生电弧故障，直接威胁车内人员的生命安全。论文提出了一种基于自定义差分阈值滤波-分段最大值标准化-统计数值规律的电弧故障检测方法。首先围绕真实电动汽车吉利帝豪EV450搭建了电动... 详细信息

当电动汽车主电路的电气接触点接触不良时，极易产生电弧故障，直接威胁车内人员的生命安全。论文提出了一种基于自定义差分阈值滤波-分段最大值标准化-统计数值规律的电弧故障检测方法。首先围绕真实电动汽车吉利帝豪EV450搭建了电动汽车电弧故障实验平台，开展了电动汽车在不同工作模式下的电弧故障实验。然后以电源端电压为对象，对信号进行小波分解，对小波分解得到的低频系数进行自定义差分阈值滤波和分段最大值标准化。最后统计标准化后数据相同值个数，并通过阈值法检测串联型电弧故障。论文对模型样本长度、差分阈值比例、最大值标准化分段数、预处理方法选择等进行了深入分析，并对参数进行了优化设置，进一步提升模型性能。结果表明，所建模型对电动汽车电弧故障检测准确率为98.35%,且实时性较好。通过对模型进行泛化性分析、算法时间复杂度分析及与其他电弧故障检测模型对比分析，证明论文所建模型对电动汽车电弧故障检测具有较好的适用性。

关键词：电动汽车电弧故障自定义差分阈值滤波分段最大值标准化统计数值规律

基于OD-LTP的振动条件下串联型故障电弧检测方法研究

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：刘艳丽张凌玮吕正阳王家林辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

当三相异步电动机发生机械振动时，主回路中接触不良的电气接触点在振动作用下会产生串联型故障电弧，进而影响电路安全甚至引发电气火灾。而振动条件会加剧了故障电弧信号的复杂性，因此论文以回路电流信号为研究对象，提出了一种振动... 详细信息

当三相异步电动机发生机械振动时，主回路中接触不良的电气接触点在振动作用下会产生串联型故障电弧，进而影响电路安全甚至引发电气火灾。而振动条件会加剧了故障电弧信号的复杂性，因此论文以回路电流信号为研究对象，提出了一种振动条件下的高实时性串联型故障电弧检测方法。首先通过构建滑动记忆矩阵对实验电流数据进行动态保存，其次通过正交方向改进局部三值化模式（orthogonality direction local ternary pattern，OD-LTP）提取滑动记忆矩阵的纹理特征，最终将统计的OD-LTP图像的灰度分布直方图幅值作为特征向量，通过基于沙猫群优化（sand cat swarm optimization，SCSO）的支持向量机（Support Vector Machine，SVM）建立振动串联型故障电弧检测模型。论文通过对比不同矩阵参数，得到最佳的滑动记忆矩阵尺寸，最终论文所提方法对故障电弧识别的准确率达到99.2%。通过对不同工况、不同特征提取方法对比分析，表明论文提出方法不仅适用于不同工况运行的工业电机变频器系统，其相对于其他特征提取方法也具有较高的实时性。

关键词：串联型故障电弧滑动记忆矩阵 OD-LTP SCSO-SVM 快速性

一类基于不可压缩流体方程及其耦合问题的深度学习方法研究

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计算数学 2024年第2期46卷 232-252页

作者：李剑张文岳靖彭珂依陈掌星陕西科技大学数学与数据科学学院西安710021 陕西科技大学电气与控制工程学院西安710021 宁夏大学数学统计学院银川750021 卡尔加里大学化学与石油工程学院卡尔加里T4B2Z8加拿大

本文通过实现深度前馈人工神经网络求解不可压缩流体偏微分方程,基于方程残差、初边值条件构造合适的损失函数和深度学习求解算法.与传统数值方法相比,该方法只需在内部、边界和初始时刻随机生成样本点作为训练集,因此该方法是无网格的... 详细信息

本文通过实现深度前馈人工神经网络求解不可压缩流体偏微分方程,基于方程残差、初边值条件构造合适的损失函数和深度学习求解算法.与传统数值方法相比,该方法只需在内部、边界和初始时刻随机生成样本点作为训练集,因此该方法是无网格的,并且各物理场变量之间并行求解,便于分析复杂多物理场耦合模型中物理量的变化规律.收敛性分析在统一框架下为深度学习方法求解此类不可压缩流体偏微分方程提供了理论支撑,通过求解一类非定常Stokes方程,一类粘性Boussinesq方程和一类Navier-Stokes/Darcy耦合方程说明此方法可以有效求解不可压缩流体偏微分方程并且具有较好的精度.

关键词：偏微分方程深度学习 Stokes方程 Boussinesq方程 Navier-Stokes/Darcy方程

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基于首行波曲率半径的交直流互联电网交流输电线路单端量保护

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第6期51卷 148-158页

作者：高淑萍段云青宋国兵郑瀚李晓芳西安科技大学电气与控制工程学院陕西西安710054 西安交通大学电气工程学院陕西西安710049 西安市电气设备状态监测与供电安全重点实验室陕西西安710054

交直流互联电网中逆变侧交流输电线路故障特征与纯交流系统具有较大的差异性,传统交流输电线路的保护方案已经不再适用于逆变侧交流输电线路.首先,基于逆变侧交流输电线路发生区内、外故障时拓扑结构的不同,分别推导了两种情况下线模故... 详细信息

交直流互联电网中逆变侧交流输电线路故障特征与纯交流系统具有较大的差异性,传统交流输电线路的保护方案已经不再适用于逆变侧交流输电线路.首先,基于逆变侧交流输电线路发生区内、外故障时拓扑结构的不同,分别推导了两种情况下线模故障分量电流首行波的表达式,理论上明确了交流输电线路在发生区内、外故障时首行波波形特征的差异性.其次,采用小波变换模极大值法和Levenberg-Marquardt算法提取首行波曲率半径,构造了利用首行波曲率半径进行故障区域识别的高可靠性单端量保护方案.最后,在PSCAD/EMTDC中搭建交直流互联电网模型,使用MATLAB对保护方案进行验证.仿真结果表明:所提保护方案快速有效,可靠性高,耐受过渡电阻的能力较强,具有良好的抗噪声能力.

关键词：交直流互联电网单端量保护 Levenberg-Marquardt算法小波变换模极大值法首行波曲率半径

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改进蚁群算法的火灾环境疏散路径规划研究

计算机工程与应用 2024年第8期60卷 309-319页

作者：杜云刘小雨贾科进丁力黄公发河北科技大学电气工程学院石家庄050000

针对建筑物火灾人员疏散问题,以保证火灾人员安全撤离为目标,提出火灾环境下改进蚁群算法的路径规划模型。构建方向性信息函数,当搜索方向靠近目标节点,方向性信息函数的值增大使信息素差异化;根据火灾影响程度建立火灾等级函数,使转移... 详细信息

针对建筑物火灾人员疏散问题,以保证火灾人员安全撤离为目标,提出火灾环境下改进蚁群算法的路径规划模型。构建方向性信息函数,当搜索方向靠近目标节点,方向性信息函数的值增大使信息素差异化;根据火灾影响程度建立火灾等级函数,使转移概率随着火灾等级的增大而减小,减少蚁群寻路的盲目性;通过分析火灾影响因素建立等效长度并构建启发函数,避免陷入局部最优;结合火灾等级函数自适应调整信息素挥发系数,加快了火灾路径信息素挥发速度,提升算法全局搜索能力;同时在信息素更新策略中引入奖惩系数和模糊控制,提升疏散系统的鲁棒性以及路径平滑度,并对全局信息素进行限制,以平衡算法的局部开发与全局搜索能力。经仿真实验验证,改进的蚁群算法在有无火灾的情况下都能高效地规划出疏散路线。

关键词：蚁群算法方向性信息函数等效长度模糊控制火灾人员疏散

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乡村振兴战略规划背景下智能养老服务体系的调研及构建

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中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学

中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学 2024年第2期 0050-0053页

作者：徐嘉琳沈静柳陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710000

随着我国人口老龄化趋势的加剧,养老问题已成为社会的重要议题。在乡村振兴战略的大背景下,加强养老服务解决农村问题,推动农村经济的发展和社会进步迫在眉睫。该文以陕西省大学生的创新创业项目为出发点,借助教师的科学研究推进,实践... 详细信息

随着我国人口老龄化趋势的加剧,养老问题已成为社会的重要议题。在乡村振兴战略的大背景下,加强养老服务解决农村问题,推动农村经济的发展和社会进步迫在眉睫。该文以陕西省大学生的创新创业项目为出发点,借助教师的科学研究推进,实践团队“智控未来”启动了实地考察调研。团队深入到陕西、河北等五个省份的乡村社区展开研究,关注了智能化居家养老和智能辅助器械在实际应用中的现况,并分析了中国城乡养老方式所遭遇到的核心问题,主张利用新一代的IT工具,如物联网、云计算、大数据和智能设备等,来促进健康养老服务的智能化进程,并树立新的农村养老体系,让科技变成乡村振兴的强大推动力。

关键词：创新创业实践乡村振兴智能助障设备科技赋能