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一种煤矿安全监控系统设备故障智能诊断实现方法

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煤矿安全 2024年第8期55卷 221-226页

作者：张卫国中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对现阶段煤矿安全监控系统现场应用过程中,设备故障原因多样化,对于一些深层次的设备故障原因,现场技术人员还不具备进行深入分析能力的现状,提出了一种基于智能诊断模型库的设备故障智能诊断实现方法。方法首先实现智能诊断模型库,... 详细信息

针对现阶段煤矿安全监控系统现场应用过程中,设备故障原因多样化,对于一些深层次的设备故障原因,现场技术人员还不具备进行深入分析能力的现状,提出了一种基于智能诊断模型库的设备故障智能诊断实现方法。方法首先实现智能诊断模型库,通过收集技术专家日常分析、处理问题所需要的指标数据以及分析方法,将收集到的各种分析方法进行模型化,然后将各个模型抽象为机器编程语言进行实现,从而形成设备智能诊断模型库;其次在设备预置软硬件探针的基础上,结合智能诊断模型库对设备故障原因进行模型化综合分析,完成对分站、传感器、断电控制器等设备的自分析、自诊断、自修复功能;最后,通过设备自动拓扑图等系列智能诊断前端UI交互方式,为用户提供便捷的诊断操作以及相关信息的图形化、图表化数据分析展示,在提升煤矿安全监控系统稳定可靠性的同时,实现为用户赋能、助力减人增效智能化发展。

关键词：安全监控系统诊断探针智能诊断模型设备故障数据感知

低碳自动化码头AGV物流调度和有序充电的联合经济优化

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上海交通大学学报 2024年第9期58卷 1370-1380页

作者：王轩汪宝陈艳萍刘洪马晓慧天津港(集团)有限公司天津300461 天津港电力有限公司天津300456 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

针对现有自动化码头自动导航集卡(AGV)充电策略未能与分布式电源出力充分协同等问题,提出一种自动化码头AGV物流调度和有序充电联合经济优化方法.首先,解析AGV物流调度和充电调度之间的协同关系,构建联合优化框架;其次,针对AGV物流调度... 详细信息

针对现有自动化码头自动导航集卡(AGV)充电策略未能与分布式电源出力充分协同等问题,提出一种自动化码头AGV物流调度和有序充电联合经济优化方法.首先,解析AGV物流调度和充电调度之间的协同关系,构建联合优化框架;其次,针对AGV物流调度模块,提出考虑码头内外集卡道路隔离要求的AGV行驶距离计算方法;再次,针对AGV充电模块,定义AGV充电状态的判断条件和选桩方法;进而以码头购电费用最小为目标,考虑分时电价、风光上网电价、电量平衡约束、终止时刻的剩余电量约束、决策变量的上下限约束、物流调度约束,构建物流调度和有序充电联合优化模型,提出基于改进粒子群优化算法的快速求解方法;最后,通过某码头的实际案例,验证所提方法的有效性和经济性.

关键词：自动导航集卡分布式电源港口物流有序充电协同调度

激光金属沉积成形过程几何形貌的紫外结构光三维测量方法

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航空学报 2024年第18期45卷 282-297页

作者：宋泽宇薛俊鹏徐志超卢文博王敏贾然于长志四川大学空天科学与工程学院成都610065 中国兵器装备集团自动化研究所有限公司绵阳621000 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所绵阳621999

金属增材制造领域中的激光金属沉积技术在生产过程中具有强光、强辐射的应用环境,导致缺乏工件的实时几何形貌三维信息的获取手段。为观测金属分层离散堆积成形过程,提出一种面向激光金属沉积成形过程三维几何信息测量的紫外结构光实时... 详细信息

金属增材制造领域中的激光金属沉积技术在生产过程中具有强光、强辐射的应用环境,导致缺乏工件的实时几何形貌三维信息的获取手段。为观测金属分层离散堆积成形过程,提出一种面向激光金属沉积成形过程三维几何信息测量的紫外结构光实时测量方法。通过对激光作用下金属粉末的辐射波长、激光等环境干扰光进行光谱分析,优化设计了紫外可选波段的窄带无干扰光路、二值抖动条纹光栅,确保获得高质量的调制条纹图像;由傅里叶变换在频域实现物体面形调制基频信息的滤波,通过傅里叶逆变换获得包裹相位信息,结合洪水填充算法实现绝对相位计算;根据立体视觉原理,以相位为稠密匹配辅助信息实现高精度三维数据计算。在金属增材制造真实环境下,通过对标准件的测量验证了所提方法三维测量平均误差小于0.1 mm。对金属件打印过程的观测实验证明,该方法可用于观测增材制造成形过程的层内、层间几何信息变化,满足工件成形过程中0.2~1.0 mm层厚堆积工艺的在线尺寸测量分析需求,为激光金属沉积技术的实时闭环反馈和内部缺陷机制分析提供详细的中间数据支持。

关键词：三维测量金属增材制造条纹结构光双目视觉相位分析

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一个新的混沌系统分析及同步控制

复杂系统与复杂性科学 2024年

作者：周群利宋全军潘宏青芜湖职业技术学院电气与自动化学院中国科学院合肥智能机械研究所安徽干霸电器股份有限公司

为丰富混沌系统模型，基于Chen混沌系统构造了一个四维超混沌系统，通过分析新混沌系统的耗散性、平衡点及稳定性、对初值的敏感性，分岔图、Lyapunov指数谱和LE维数、功率谱和poincare映射，揭示了新混沌系统中蕴含的丰富而复杂的动力... 详细信息

为丰富混沌系统模型，基于Chen混沌系统构造了一个四维超混沌系统，通过分析新混沌系统的耗散性、平衡点及稳定性、对初值的敏感性，分岔图、Lyapunov指数谱和LE维数、功率谱和poincare映射，揭示了新混沌系统中蕴含的丰富而复杂的动力学特性。为进一步增强保密通信中信息的安全性，采用变换改进函数投影同步方法对新混沌系统和Qi超混沌系统进行同步控制，设计了同步控制器，实现了异结构超混沌系统间的快速同步，理论分析和仿真结果得到相一致的结论。与采用自适应同步控制器进行同步控制相比，本文所采用的方法使驱动系统和响应系统达到同步所需时间明显缩短，反映了本文所提方法的优越性。

关键词：混沌系统 Lyapunov指数分岔变换改进函数投影同步

考虑风光发电与储氢系统耦合的日前运行优化调度模型

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现代电力 2024年

作者：马瑞郝晓光金飞李剑锋杜天硕国网河北省电力有限公司电力科学研究院天津大学电气自动化与信息工程学院

风光等可再生能源发电存在的随机性与间歇性问题将直接影响电网的安全稳定运行，采用风光氢储互补系统并结合系统日前调度的方法可以有效解决风光发电波动等问题。为此，以负荷端氢气供应需求为核心，联合考虑电化学储能和氢储能技术，... 详细信息

风光等可再生能源发电存在的随机性与间歇性问题将直接影响电网的安全稳定运行，采用风光氢储互补系统并结合系统日前调度的方法可以有效解决风光发电波动等问题。为此，以负荷端氢气供应需求为核心，联合考虑电化学储能和氢储能技术，建立了风光互补氢储能系统的运行优化模型，采用反向混沌麻雀优化算法求解，并将结果与传统优化算法进行比较。结果表明：采用改进算法求解的日前运行方案可全天节省约10%的系统运行成本。计算实例的分析结果表明，建立的模型充分考虑了系统中设备的实际运行特点，在分时电价机制下，通过调整从电网购买的电量和蓄电池的充放电功率，可以有效减少弃风弃光。而且通过优化系统的日前调度，在确保制氢电力满足氢气需求的同时，实现了系统日常运行成本的最小化。

关键词：氢储能麻雀优化风光发电优化调度

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面向PEM电解制氢的虚拟同步控制技术研究

储能科学与技术 2024年

作者：张宽赵波刘敏吴启亮北京信息科技大学自动化学院国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

配有储氢环节的电解水制氢系统能够对功率进行调整，促进可再生能源大规模消纳，是一种理想的调节资源。在电解电源的控制中，引入虚拟同步机控制技术，以暂时改变电解制氢功率为代价，为大量新能源与清洁能源接入电网带来的转动惯量不... 详细信息

配有储氢环节的电解水制氢系统能够对功率进行调整，促进可再生能源大规模消纳，是一种理想的调节资源。在电解电源的控制中，引入虚拟同步机控制技术，以暂时改变电解制氢功率为代价，为大量新能源与清洁能源接入电网带来的转动惯量不足、频率稳定性较差等问题提供一种新的解决思路。本文以质子交换膜(proton exchange membrane，PEM）电解制氢系统为例，提出了一种虚拟同步电动机(virtual synchronous motor，VSM)的控制策略。首先，通过引入直流电流控制环节实现电解槽功率的自主调整，减小了负荷波动期间的电网频率变化量；其次，考虑到电解槽电流调节存在速率限制，分析了对频率调整过渡过程的影响。最后，基于MATLAB/Simulink搭建微电网仿真系统，实验结果表明，相较于传统的双闭环控制，基于VSM控制的PEM电解制氢系统在电网负荷变动期间能够自主调节制氢系统的功率，电网频率变化量减少了64.71%。

关键词：虚拟同步电动机 PEM电解制氢系统频率调节惯量阻尼

建成环境对共享单车使用特征的非线性影响研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 217-224页

作者：陈奕璠张步镐党振郭唐仪顾子渊张玉梁南京理工大学自动化学院南京210094 银江技术股份有限公司浙江省智能交通工程技术研究中心杭州310040 东南大学交通学院南京211189 浙江大学智能交通研究所杭州310058

为研究共享单车使用特征与建成环境的依赖关系,本文以2020年厦门市共享单车订单数据和电子围栏信息为基础,从集计(栅格区域)和非集计(个体出行)两个层面,利用极端梯度提升模型(XGboost),探究建成环境对共享单车使用特征的非线性解释能... 详细信息

为研究共享单车使用特征与建成环境的依赖关系,本文以2020年厦门市共享单车订单数据和电子围栏信息为基础,从集计(栅格区域)和非集计(个体出行)两个层面,利用极端梯度提升模型(XGboost),探究建成环境对共享单车使用特征的非线性解释能力。首先,识别密度、设计、目的地可达性、土地利用多样性、公共交通可达性和需求管理六个维度的建成环境变量对单车出行生成、吸引以及用户出发时间选择的相对重要性。之后,根据部分依赖图,揭示建成环境变量对单车使用特征指标的影响趋势。结果表明,在集计层面,电子围栏密度是最重要的建成环境因素,对出行生成和吸引的影响程度分别为26.88%和51.90%,且在150个·km^(-2)附近产生阈值效应。在非集计层面,单车用户早高峰借车概率与出行起讫点的建成环境均有关联。其中,目的地栅格中工作场所比例影响最显著(18.17%),出发地栅格CBD邻近度(7.34%)和出发地栅格公交站点密度(5.91%)次之。

关键词：城市交通出行特征极端梯度提升模型共享出行建成环境非线性分析

基于动态事件触发通信协议的多智能体系统自适应可靠控制

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自动化学报 2024年第5期50卷 924-936页

作者：范泉涌张乃宗唐勇许斌西北工业大学自动化学院西安710072 中航(成都)无人机系统股份有限公司成都641500

针对多智能体系统中邻居节点间通信资源受限的情况,研究基于动态事件触发通信协议的多智能体系统自适应可靠一致性控制问题.首先,设计一种基于自适应参数估计技术的容错控制策略,来应对未知执行器故障.其次,提出一种新型动态事件触发函... 详细信息

针对多智能体系统中邻居节点间通信资源受限的情况,研究基于动态事件触发通信协议的多智能体系统自适应可靠一致性控制问题.首先,设计一种基于自适应参数估计技术的容错控制策略,来应对未知执行器故障.其次,提出一种新型动态事件触发函数,通过增加具有自适应调节能力的动态变量来延长事件触发间隔.在此基础上,证明在智能体之间非连续通信的情况下,所提方法仅依靠智能体与邻居在触发时刻的交互信息就可以确保一致性误差的收敛.此外,从理论上说明智能体间的事件触发通信不存在芝诺现象.最后,针对无人船编队系统开展仿真,结果能够说明所提自适应事件触发可靠控制方法的有效性.

关键词：自适应可靠控制多智能体系统事件触发通信芝诺现象执行器故障

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基于联盟博弈的无人机/无人车异构集群验证

工程科学学报 2024年第7期46卷 1207-1215页

作者：王浩淼袁莞迈马可张颖申燕凯魏晨北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院飞行器控制一体化技术国家级重点实验室北京100083 中国电子科技集团公司信息科学研究院北京100041

无人异构集群相较于单一类型、单一个体的无人平台,能够完成更为复杂的任务,同时对严苛战场环境有着更高的适应度.在无人异构集群协同执行任务时,任务分配是至关重要的环节,需要考虑异构无人平台和任务的多种约束和目标.传统的任务分配... 详细信息

无人异构集群相较于单一类型、单一个体的无人平台,能够完成更为复杂的任务,同时对严苛战场环境有着更高的适应度.在无人异构集群协同执行任务时,任务分配是至关重要的环节,需要考虑异构无人平台和任务的多种约束和目标.传统的任务分配方法分配效率低且难以处理大规模复杂任务.联盟博弈通过形成由若干参与者组成的联盟,根据个体的属性、偏好对群体进行划分,从而实现个体以及群体利益的最大化.本文以无人异构集群任务分配为背景,研究了基于改进联盟博弈算法的最优分配策略,基于可能的战场环境设计了模拟任务场景并完成实验验证.首先,考虑异构平台在任务中的初始位置、速度、携带资源以及个体声誉等因素,建立了基于空间自适应博弈(Spatial adaptive play algorithm, SAP)的联盟博弈的任务分配算法模型.其次,基于任务场景,搭建了任务所需的软件与硬件平台.最后,针对模拟的战场环境,对所提算法及搭建的异构无人集群平台进行了实验验证.验证结果表明,在异构无人集群平台重分配的任务背景下,本平台能综合考虑战场态势,寻找最优的任务分配方式,协调各作战单位完成任务目标.

关键词：联盟博弈无人集群系统异构平台任务分配战场态势空间自适应博弈