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三维荧光光谱结合交替加权残差约束四线性分解算法对石油类混合油液的检测
被引量：
5
1
作者
孔德明
张春祥
+3 位作者
崔耀耀
李雨蒙
王书涛
史慧超
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期3129-3135,共7页
石油作为重要的能源和工业原料,在造福人类社会的同时,其引起的环境污染问题日益严重。因此针对混合油液的快速、准确检测成为鉴别溢油来源和保护生态环境的重要内容。石油类物质一般由具有较强荧光特性的芳香烃成分及其衍生物组成,荧...
石油作为重要的能源和工业原料,在造福人类社会的同时,其引起的环境污染问题日益严重。因此针对混合油液的快速、准确检测成为鉴别溢油来源和保护生态环境的重要内容。石油类物质一般由具有较强荧光特性的芳香烃成分及其衍生物组成,荧光光谱分析技术以其灵敏度高、分析速度快和受风化影响程度小等优点成为了混合油液检测的重要手段之一,并与二阶校正和三阶校正的各类算法相结合取得了较好的成分鉴别和浓度预测效果。但二阶校正算法普遍存在对噪声的容忍能力弱和对组分数敏感、收敛速度慢等不足,限制了在实际混合油液检测中的应用。针对上述存在的问题,将三维荧光光谱技术和交替加权残差约束四线性分解(AWRCQLD)算法相结合,提出一种用于混合油液检测的新方法。首先以乙醇作为溶剂,将航空煤油和润滑油按不同浓度比配制7个校正样本、4个预测样本和3个空白样本;然后利用FLS920荧光光谱仪采集拟进行成分检测的混合油液在不同实验温度条件下共42个样本的荧光光谱数据,并通过空白扣除的方法消除散射的干扰;再利用核一致诊断法和残差分析法估计出最佳的组分数;最后分别利用AWRCQLD算法、4阶平行因子(4-PARAFAC)算法和二阶校正算法解析样本的荧光光谱数据,做出混合油液样本的定性鉴别和定量预测。研究结果表明,经AWRCQLD算法解析后得到的航空煤油预测样本的回收率为96.7%~102.7%、预测均方根误差为0.015mg·mL^-1;润滑油预测样本的回收率为96.9%~101.7%、预测均方根误差为0.009mg·mL^-1;在不同实验温度条件构建的四维响应数阵能够更为准确地测定出航空煤油和润滑油的组分浓度,其回收率更高和预测均方根误差更小,满足准确定量分析的要求;AWRCQLD算法在航空煤油和润滑油样本的荧光光谱严重重叠的情况下,较之二阶校正算法和4-PARAFAC算法,AWRCQLD算法更能够体现出三阶校正算法所具有的优势,综合预测能力更强,达到了对混合油液进行快速检测的目的。该研究提供了一种不依赖于“物理和化学分离”的快速、准确的对混合油液进行检测的“数学分离”方法,为石油类混合油液检测提供了必要的技术支持。
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关键词
三维荧光光谱
三阶校正
交替加权
残差约束
四线性分解
混合油液检测
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职称材料
基于预滤波的组稀疏残差约束图像去噪模型
被引量：
3
2
作者
陈梦雅
李润鑫
+1 位作者
刘辉
尚振宏
《传感器与微系统》
CSCD
2020年第2期48-51,共4页
大多数现有去噪方法只考虑了噪声输入图像的非局部自相似性先验方法(NSS),仅从已退化的输入图像中收集相似图像块,图像去噪的质量在很大程度上取决于输入图像本身。针对图像复原过程中的噪声去除问题,设计了一种基于卷积神经网络的组稀...
大多数现有去噪方法只考虑了噪声输入图像的非局部自相似性先验方法(NSS),仅从已退化的输入图像中收集相似图像块,图像去噪的质量在很大程度上取决于输入图像本身。针对图像复原过程中的噪声去除问题,设计了一种基于卷积神经网络的组稀疏去噪模型。模型使用两种NSS先验(即噪声输入图像和预滤波图像的NSS先验),把图像去噪问题转化为组稀疏残差最小化问题。为了提高非局部相似块选择的准确性,使用了一种自适应块搜索的方法,并采用卷积神经网络进行预滤波,以获得对原始图像组稀疏系数的良好估计。实验结果表明:所提出的GSRC-CNN方法在客观和感知质量方面优于许多先进的去噪方法。
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关键词
卷积神经网络
自适应块搜索
组稀疏
残差约束
预滤波
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职称材料
随机线性互补问题的无约束优化再定式
被引量：
1
3
作者
吴学谦
李声杰
《数学年刊（A辑）》
CSCD
北大核心
2019年第1期43-54,共12页
针对随机线性互补问题,提出等价的无约束优化再定式模型,即由D-间隙函数定义的确定性的无约束期望残差极小化问题.通过拟Monte Carlo方法,将样本进行了推广,得到了相关的离散近似问题.在适当的条件下,提出了最优解存在的充分条件,以及...
针对随机线性互补问题,提出等价的无约束优化再定式模型,即由D-间隙函数定义的确定性的无约束期望残差极小化问题.通过拟Monte Carlo方法,将样本进行了推广,得到了相关的离散近似问题.在适当的条件下,提出了最优解存在的充分条件,以及探究了离散近似问题的最优解及稳定点的收敛性.另外,在针对一类带有常系数矩阵的随机互补线性问题,研究了解存在的充要条件.
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关键词
随机线性互补问题
无
约束
期望
残差
极小化
拟Monte
CARLO方法
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职称材料
基于近红外光谱与协同表示方法的贻贝毒素快速检测
4
作者
乔付
刘忠艳
刘瑶
《食品与发酵工业》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期292-298,共7页
该文应用近红外光谱和类别相关残差约束的非负表示分类(class-specific residual constraint non-negative representation base classification,CRNRC)方法快速识别被毒素污染的贻贝。受腹泻贝类毒素(diarrheal shellfish toxins,DST)...
该文应用近红外光谱和类别相关残差约束的非负表示分类(class-specific residual constraint non-negative representation base classification,CRNRC)方法快速识别被毒素污染的贻贝。受腹泻贝类毒素(diarrheal shellfish toxins,DST)污染的贻贝,其组织变化可通过近红外光谱曲线反映出来,可利用CRNRC模型对健康贻贝和受DST污染的贻贝进行分类。在CRNRC模型中引入类相关残差项和协同表示,将编码与分类联系起来。研究了CRNRC的编码向量,通过实验确定CRNRC模型的最优参数。实验结果表明,CRNRC模型在平均准确率、F-measure、1-specificity等评价指标上均优于协同表示和非负表示分类模型;近红外光谱与CRNRC相结合,能有效地鉴别被DST污染的贻贝,该检测方法具有智能、无损、准确、不需要化学试剂等优点。可将CRNRC模型的近红外光谱检测方法扩展到其他海鲜产品的检测(如检测海鲜产品核污染程度),以确保人类摄入健康的海鲜产品。
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关键词
腹泻贝类毒素
近红外光谱
贻贝
类别相关
残差约束
非负表示
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职称材料
三维荧光结合AWRCQLD测量化妆品中三种添加剂
被引量：
2
5
作者
王玉田
张艳
+5 位作者
商凤凯
张靖卓
张慧
孙洋洋
王选瑞
王书涛
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期501-505,共5页
没食子酸(GA a),学名为3,4,5-三羟基苯甲酸(分子式为C 7H 6O 5),通常以水合物的形式存在,作为一种重要的有机原料,广泛的存在于植物中。有研究证明GA a具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗突变等多种作用。因此GA a常作为抗氧化剂添...
没食子酸(GA a),学名为3,4,5-三羟基苯甲酸(分子式为C 7H 6O 5),通常以水合物的形式存在,作为一种重要的有机原料,广泛的存在于植物中。有研究证明GA a具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗突变等多种作用。因此GA a常作为抗氧化剂添加于化妆品中。对羟基苯甲酸(p-HA),分子式为C 7H 6O 3,其中的R基为甲基、乙基、丙基、丁基或庚烷基时分别称为对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯和对羟基苯甲酸庚酯。p-HA酯类的抗菌性强、毒性低、抑菌作用不受pH影响,因此常添加于化妆品及药物中用作防腐剂。间苯二酚(RE)又称1,3苯二酚或间二苯酚(分子式为C 6H 6O 2)。RE具有杀菌作用,可作为防腐剂添加于化妆品中。以没食子酸(GA a)、对羟基苯甲酸(p-HA)和间苯二酚(RE)三种化妆品常用添加剂为目标分析物,通过引入第四维—溶剂,构建四维荧光光谱数据,使用甲醇(光谱级)、乙醇(光谱级)、超纯水分别获得三组实验样本,三组样本的配置方法与加入药品量相同。使用FS920稳态荧光光谱仪对样本进行检测,设置激发波长为210~330 nm,间隔4 nm记录一个数据;发射波长为280~480 nm,间隔2 nm记录一个数据。初始发射波长总是滞后激发波长10 nm,由此可消除一级瑞利散射的干扰。随后使用空白扣除法对初始荧光数据进行预处理,去除了溶剂的拉曼散射。最后,采用核一致诊断法确定待测样本的组分数为3,使用交替加权残差约束四线性分解(alternating weighted residual constrained quadratic decomposition,AWRCQLD)算法对预处理后的三维荧光光谱数据进行分解。结果表明,AWRCQLD算法分解得到GA a、p-HA和RE的激发、发射光谱图与目标光谱几乎重叠,能实现光谱重叠严重的GA a、p-HA和RE的快速定性和定量分析。
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关键词
三维荧光光谱
交替加权
残差约束
四线性分解
没食子酸
对羟基苯甲酸
间苯二酚
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职称材料
基于新型PMU配置的局部配电网状态估计
被引量：
10
6
作者
吕前程
江晓东
+3 位作者
孔祥玉
夏明超
于力
张永峰
《南方电网技术》
CSCD
北大核心
2019年第4期54-59,共6页
针对配电网网络结构复杂,点多面广,配电自动化设备无法实现全覆盖,提出了一种基于非线性动力系统的局部配电网状态估计方法。所提出的方法是全局收敛的,并且可以使用PMU提供的稀疏同步相量量测而不受传统状态估计网络可观性的限制。对...
针对配电网网络结构复杂,点多面广,配电自动化设备无法实现全覆盖,提出了一种基于非线性动力系统的局部配电网状态估计方法。所提出的方法是全局收敛的,并且可以使用PMU提供的稀疏同步相量量测而不受传统状态估计网络可观性的限制。对于电压控制或热极限控制等实际应用,需要有针对性地提高电压幅度或电压相角的精度,在这种情况下,提出了一种增强的状态估计模型,包括电压幅值测量残差约束和电压相角测量残差约束。仿真结果证实了所提方法的有效性。
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关键词
局部配电网状态估计
测量
残差约束
非线性动力学系统
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职称材料
基于改进FUKF的燃气轮机性能退化诊断
被引量：
1
7
作者
曾力
龙伟
李炎炎
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第4期873-878,共6页
针对燃气轮机使用过程中由于工作状态突变导致轮机性能估计困难的问题,提出基于残差相似性的渐消无迹卡尔曼滤波(fading unscented Kalman filter with residual similarity,FUKF-RS)算法,实现燃气轮机健康参数的估计.首先,在普通渐消...
针对燃气轮机使用过程中由于工作状态突变导致轮机性能估计困难的问题,提出基于残差相似性的渐消无迹卡尔曼滤波(fading unscented Kalman filter with residual similarity,FUKF-RS)算法,实现燃气轮机健康参数的估计.首先,在普通渐消无迹卡尔曼滤波(fading unscented Kalman filter,FUKF)框架下,构造燃气轮机健康参数估值算法,在测量值估计更新过程中,乘以渐消因子来调节前后时刻的权重,通过强制残差正交来估计渐消因子;然后,利用前后估值时刻残差向量的余弦值表征残差阵的相似度,根据其相似度的大小关系确定残差阵的比例;最后,用该比例值代替算法中的遗忘因子,计算残差阵,实现求解的量化取值.研究结果表明:在燃气轮机状态突变条件下,FUKF-RS算法具有突变状态跟踪能力,参数估值精度比FUKF算法提高了3%左右,普通UKF(unscented Kalman filter,UKF)则不具突变状态跟踪能力;在部件性能缓慢变化时,参数的估计曲线比普通FUKF更平滑,估计精度提高了2%左右.
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关键词
燃气轮机诊断
状态突变
无迹卡尔曼滤波
残差约束
残差
相似性
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职称材料
题名
三维荧光光谱结合交替加权残差约束四线性分解算法对石油类混合油液的检测
被引量：
5
1
作者
孔德明
张春祥
崔耀耀
李雨蒙
王书涛
史慧超
机构
燕山大学电气工程学院
燕山大学信息科学与工程学院
北京化工大学信息科学与技术学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期3129-3135,共7页
基金
国家自然科学基金项目(61501394,61771419)
河北省自然科学基金项目(F2016203155)资助
文摘
石油作为重要的能源和工业原料,在造福人类社会的同时,其引起的环境污染问题日益严重。因此针对混合油液的快速、准确检测成为鉴别溢油来源和保护生态环境的重要内容。石油类物质一般由具有较强荧光特性的芳香烃成分及其衍生物组成,荧光光谱分析技术以其灵敏度高、分析速度快和受风化影响程度小等优点成为了混合油液检测的重要手段之一,并与二阶校正和三阶校正的各类算法相结合取得了较好的成分鉴别和浓度预测效果。但二阶校正算法普遍存在对噪声的容忍能力弱和对组分数敏感、收敛速度慢等不足,限制了在实际混合油液检测中的应用。针对上述存在的问题,将三维荧光光谱技术和交替加权残差约束四线性分解(AWRCQLD)算法相结合,提出一种用于混合油液检测的新方法。首先以乙醇作为溶剂,将航空煤油和润滑油按不同浓度比配制7个校正样本、4个预测样本和3个空白样本;然后利用FLS920荧光光谱仪采集拟进行成分检测的混合油液在不同实验温度条件下共42个样本的荧光光谱数据,并通过空白扣除的方法消除散射的干扰;再利用核一致诊断法和残差分析法估计出最佳的组分数;最后分别利用AWRCQLD算法、4阶平行因子(4-PARAFAC)算法和二阶校正算法解析样本的荧光光谱数据,做出混合油液样本的定性鉴别和定量预测。研究结果表明,经AWRCQLD算法解析后得到的航空煤油预测样本的回收率为96.7%~102.7%、预测均方根误差为0.015mg·mL^-1;润滑油预测样本的回收率为96.9%~101.7%、预测均方根误差为0.009mg·mL^-1;在不同实验温度条件构建的四维响应数阵能够更为准确地测定出航空煤油和润滑油的组分浓度,其回收率更高和预测均方根误差更小,满足准确定量分析的要求;AWRCQLD算法在航空煤油和润滑油样本的荧光光谱严重重叠的情况下,较之二阶校正算法和4-PARAFAC算法,AWRCQLD算法更能够体现出三阶校正算法所具有的优势,综合预测能力更强,达到了对混合油液进行快速检测的目的。该研究提供了一种不依赖于“物理和化学分离”的快速、准确的对混合油液进行检测的“数学分离”方法,为石油类混合油液检测提供了必要的技术支持。
关键词
三维荧光光谱
三阶校正
交替加权
残差约束
四线性分解
混合油液检测
Keywords
Three-dimensional fluorescence spectroscopy
Third-order calibration
Alternating weighted residue constraint quadrilinear decomposition
Mixed oil detection
分类号
O433.4 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
基于预滤波的组稀疏残差约束图像去噪模型
被引量：
3
2
作者
陈梦雅
李润鑫
刘辉
尚振宏
机构
昆明理工大学信息工程与自动化学院
出处
《传感器与微系统》
CSCD
2020年第2期48-51,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目(11873027)
文摘
大多数现有去噪方法只考虑了噪声输入图像的非局部自相似性先验方法(NSS),仅从已退化的输入图像中收集相似图像块,图像去噪的质量在很大程度上取决于输入图像本身。针对图像复原过程中的噪声去除问题,设计了一种基于卷积神经网络的组稀疏去噪模型。模型使用两种NSS先验(即噪声输入图像和预滤波图像的NSS先验),把图像去噪问题转化为组稀疏残差最小化问题。为了提高非局部相似块选择的准确性,使用了一种自适应块搜索的方法,并采用卷积神经网络进行预滤波,以获得对原始图像组稀疏系数的良好估计。实验结果表明:所提出的GSRC-CNN方法在客观和感知质量方面优于许多先进的去噪方法。
关键词
卷积神经网络
自适应块搜索
组稀疏
残差约束
预滤波
Keywords
convolutional neural network(CNN)
adaptive block search
group sparse residual constraint
pre-filtering
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
随机线性互补问题的无约束优化再定式
被引量：
1
3
作者
吴学谦
李声杰
机构
重庆大学数学与统计学院
出处
《数学年刊（A辑）》
CSCD
北大核心
2019年第1期43-54,共12页
基金
国家自然科学基金(No.11571055
No.11171362)的资助
文摘
针对随机线性互补问题,提出等价的无约束优化再定式模型,即由D-间隙函数定义的确定性的无约束期望残差极小化问题.通过拟Monte Carlo方法,将样本进行了推广,得到了相关的离散近似问题.在适当的条件下,提出了最优解存在的充分条件,以及探究了离散近似问题的最优解及稳定点的收敛性.另外,在针对一类带有常系数矩阵的随机互补线性问题,研究了解存在的充要条件.
关键词
随机线性互补问题
无
约束
期望
残差
极小化
拟Monte
CARLO方法
Keywords
Stochastic linear complementary problem
UERM problem
Quasi-Monte Carlo method
分类号
O224 [理学—运筹学与控制论]
在线阅读
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职称材料
题名
基于近红外光谱与协同表示方法的贻贝毒素快速检测
4
作者
乔付
刘忠艳
刘瑶
机构
岭南师范学院计算机与智能教育学院
岭南师范学院电子与电气工程学院
出处
《食品与发酵工业》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期292-298,共7页
基金
国家自然科学基金项目(62005109)
岭南师范学院红树林研究所开放项目(PYXM04)。
文摘
该文应用近红外光谱和类别相关残差约束的非负表示分类(class-specific residual constraint non-negative representation base classification,CRNRC)方法快速识别被毒素污染的贻贝。受腹泻贝类毒素(diarrheal shellfish toxins,DST)污染的贻贝,其组织变化可通过近红外光谱曲线反映出来,可利用CRNRC模型对健康贻贝和受DST污染的贻贝进行分类。在CRNRC模型中引入类相关残差项和协同表示,将编码与分类联系起来。研究了CRNRC的编码向量,通过实验确定CRNRC模型的最优参数。实验结果表明,CRNRC模型在平均准确率、F-measure、1-specificity等评价指标上均优于协同表示和非负表示分类模型;近红外光谱与CRNRC相结合,能有效地鉴别被DST污染的贻贝,该检测方法具有智能、无损、准确、不需要化学试剂等优点。可将CRNRC模型的近红外光谱检测方法扩展到其他海鲜产品的检测(如检测海鲜产品核污染程度),以确保人类摄入健康的海鲜产品。
关键词
腹泻贝类毒素
近红外光谱
贻贝
类别相关
残差约束
非负表示
Keywords
diarrheal shellfish toxins
near infrared spectroscopy
mussels
class-specific residual constraint
non-negative representation
分类号
TS254.7 [轻工技术与工程—水产品加工及贮藏工程]
O657.33 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
三维荧光结合AWRCQLD测量化妆品中三种添加剂
被引量：
2
5
作者
王玉田
张艳
商凤凯
张靖卓
张慧
孙洋洋
王选瑞
王书涛
机构
燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室
天津做票君机器人科技有限公司
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期501-505,共5页
基金
国家自然科学基金项目(61471312,61771419)
河北省自然科学基金项目(F2017203220)资助
文摘
没食子酸(GA a),学名为3,4,5-三羟基苯甲酸(分子式为C 7H 6O 5),通常以水合物的形式存在,作为一种重要的有机原料,广泛的存在于植物中。有研究证明GA a具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗突变等多种作用。因此GA a常作为抗氧化剂添加于化妆品中。对羟基苯甲酸(p-HA),分子式为C 7H 6O 3,其中的R基为甲基、乙基、丙基、丁基或庚烷基时分别称为对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯和对羟基苯甲酸庚酯。p-HA酯类的抗菌性强、毒性低、抑菌作用不受pH影响,因此常添加于化妆品及药物中用作防腐剂。间苯二酚(RE)又称1,3苯二酚或间二苯酚(分子式为C 6H 6O 2)。RE具有杀菌作用,可作为防腐剂添加于化妆品中。以没食子酸(GA a)、对羟基苯甲酸(p-HA)和间苯二酚(RE)三种化妆品常用添加剂为目标分析物,通过引入第四维—溶剂,构建四维荧光光谱数据,使用甲醇(光谱级)、乙醇(光谱级)、超纯水分别获得三组实验样本,三组样本的配置方法与加入药品量相同。使用FS920稳态荧光光谱仪对样本进行检测,设置激发波长为210~330 nm,间隔4 nm记录一个数据;发射波长为280~480 nm,间隔2 nm记录一个数据。初始发射波长总是滞后激发波长10 nm,由此可消除一级瑞利散射的干扰。随后使用空白扣除法对初始荧光数据进行预处理,去除了溶剂的拉曼散射。最后,采用核一致诊断法确定待测样本的组分数为3,使用交替加权残差约束四线性分解(alternating weighted residual constrained quadratic decomposition,AWRCQLD)算法对预处理后的三维荧光光谱数据进行分解。结果表明,AWRCQLD算法分解得到GA a、p-HA和RE的激发、发射光谱图与目标光谱几乎重叠,能实现光谱重叠严重的GA a、p-HA和RE的快速定性和定量分析。
关键词
三维荧光光谱
交替加权
残差约束
四线性分解
没食子酸
对羟基苯甲酸
间苯二酚
Keywords
Three-dimensional fluorescence spectroscopy
Alternating weighted residual constrained quadratic decomposition
Gallic acid
p-hydroxybenzoic acid
Resorcinol
分类号
O657.3 [理学—分析化学]
在线阅读
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职称材料
题名
基于新型PMU配置的局部配电网状态估计
被引量：
10
6
作者
吕前程
江晓东
孔祥玉
夏明超
于力
张永峰
机构
天津大学
康奈尔大学
北京交通大学
南方电网科学研究院
济南大学
出处
《南方电网技术》
CSCD
北大核心
2019年第4期54-59,共6页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFB0902900,2017YFB0902902)~~
文摘
针对配电网网络结构复杂,点多面广,配电自动化设备无法实现全覆盖,提出了一种基于非线性动力系统的局部配电网状态估计方法。所提出的方法是全局收敛的,并且可以使用PMU提供的稀疏同步相量量测而不受传统状态估计网络可观性的限制。对于电压控制或热极限控制等实际应用,需要有针对性地提高电压幅度或电压相角的精度,在这种情况下,提出了一种增强的状态估计模型,包括电压幅值测量残差约束和电压相角测量残差约束。仿真结果证实了所提方法的有效性。
关键词
局部配电网状态估计
测量
残差约束
非线性动力学系统
Keywords
partial state estimation of distribution network
measurement residual constraints
nonlinear dynamical system
分类号
TM743 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于改进FUKF的燃气轮机性能退化诊断
被引量：
1
7
作者
曾力
龙伟
李炎炎
机构
四川大学空天科学与工程学院
四川大学制造科学与工程学院
出处
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第4期873-878,共6页
基金
国家绿色制造系统集成资助项目(工信部节函[2017]327)
文摘
针对燃气轮机使用过程中由于工作状态突变导致轮机性能估计困难的问题,提出基于残差相似性的渐消无迹卡尔曼滤波(fading unscented Kalman filter with residual similarity,FUKF-RS)算法,实现燃气轮机健康参数的估计.首先,在普通渐消无迹卡尔曼滤波(fading unscented Kalman filter,FUKF)框架下,构造燃气轮机健康参数估值算法,在测量值估计更新过程中,乘以渐消因子来调节前后时刻的权重,通过强制残差正交来估计渐消因子;然后,利用前后估值时刻残差向量的余弦值表征残差阵的相似度,根据其相似度的大小关系确定残差阵的比例;最后,用该比例值代替算法中的遗忘因子,计算残差阵,实现求解的量化取值.研究结果表明:在燃气轮机状态突变条件下,FUKF-RS算法具有突变状态跟踪能力,参数估值精度比FUKF算法提高了3%左右,普通UKF(unscented Kalman filter,UKF)则不具突变状态跟踪能力;在部件性能缓慢变化时,参数的估计曲线比普通FUKF更平滑,估计精度提高了2%左右.
关键词
燃气轮机诊断
状态突变
无迹卡尔曼滤波
残差约束
残差
相似性
Keywords
diagnosis of gas turbine
state mutation
UKF
residual constraint
residual similarity
分类号
V233.7 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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