基于协同阻尼控制技术抑制海上风电次同步振荡

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作者 徐涛 刘泽楠 +2 位作者 鲁亚楠 王辰宇 郑坤 《电网与清洁能源》 北大核心 2025年第6期115-123,共9页

海上风电耦合制氢经柔直并网系统中的风电机组、柔直、制氢系统中均包含大量的控制器与电力电子设备,三者之间的交互耦合作用使得系统的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)特性变得极为复杂。为降低系统的SSO风险,提出了一种... 海上风电耦合制氢经柔直并网系统中的风电机组、柔直、制氢系统中均包含大量的控制器与电力电子设备,三者之间的交互耦合作用使得系统的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)特性变得极为复杂。为降低系统的SSO风险,提出了一种在风机与制氢系统侧安装附加次同步阻尼控制器(supplementary subsynchronous damping controller,SSDC)的风-氢协同阻尼抑制SSO的方法。建立了系统的小信号模型,通过特征值分析法得到了系统存在的振荡模态以及各状态变量的参与因子;基于风-氢耦合并网系统的电磁暂态模型,设计了风-氢侧的附加阻尼控制器,并对控制器参数进行了优化;通过电磁暂态仿真平台进行了算例仿真分析。结果表明,相比于在风机单侧安装SSDC,协同阻尼控制方案在一定程度上提高了系统的阻尼,加速了振荡收敛。 展开更多

关键词 次同步振荡 海上风电制氢技术 柔性直流输电 附加次同步阻尼控制器

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基于虚拟直流电机参数优化的混合储能控制策略研究

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作者 李嘉辰 田桂珍 +2 位作者 刘广忱 韩小宇 乔顺庆 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期672-682,共11页

为提高独立运行风光储直流微电网系统惯性与阻尼,针对负载、风/光功率波动引起的母线电压波动问题研究基于虚拟直流电机(VDCM)的改进混合储能控制策略。推导混合储能系统的小信号模型,分析VDCM参数对系统的动态性能影响,并给出VDCM参数... 为提高独立运行风光储直流微电网系统惯性与阻尼,针对负载、风/光功率波动引起的母线电压波动问题研究基于虚拟直流电机(VDCM)的改进混合储能控制策略。推导混合储能系统的小信号模型,分析VDCM参数对系统的动态性能影响,并给出VDCM参数的合理取值范围。针对传统VDCM控制下参数选取模糊的问题,设计VDCM参数优化控制,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对VDCM参数进行优化,在简化混合储能系统控制的同时解决传统VDCM控制参数选择模糊的问题。研究超级电容端电压自恢复控制策略,使超级电容端电压在系统发生功率波动后能够及时恢复至初始给定值,在保证混合储能合理功率分配的基础上,增强系统惯性,同时防止超级电容的过充和过放。对上述控制策略进行仿真研究,并且搭建基于实时数字仿真系统(RTDS)与快速控制原型(RCP)的硬件在环实验平台进行实验,验证控制策略的正确性与有效性。 展开更多

关键词 直流微电网 混合储能 虚拟直流电机 超级电容端电压控制 非支配排序遗传算法

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基于开关表三矢量模型预测转矩控制的飞轮储能控制策略

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作者 刘广忱 杨航宇 +6 位作者 陈禹 马丹 田桂珍 王顺利 王嫣 高正清 郭大海 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第8期140-149,共10页

本文提出一种基于开关表三矢量模型预测转矩控制的飞轮储能机侧变流器功率控制策略,通过功率外环、转速内环和转矩内环三闭环的控制结构,实现对飞轮储能精确高效的功率控制。利用加入开关表的三矢量模型控制,降低控制算法循环次数,消除... 本文提出一种基于开关表三矢量模型预测转矩控制的飞轮储能机侧变流器功率控制策略,通过功率外环、转速内环和转矩内环三闭环的控制结构,实现对飞轮储能精确高效的功率控制。利用加入开关表的三矢量模型控制,降低控制算法循环次数,消除控制器失稳风险,提高飞轮储能充放电可靠性。采用StarSim硬件在环实验验证该文所提出控制策略优越性。结果表明,使用基于开关表三矢量模型预测转矩控制的飞轮储能机侧变流器功率控制策略,稳态波动降低约78%,控制算法循环次数由最多12次转为最多8次,有效消除控制器失稳风险。 展开更多

关键词 飞轮储能 功率控制 三矢量 模型预测转矩控制 StarSim

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轨道交通中飞轮储能系统的改进自抗扰控制策略

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作者 张建伟 祁国龙 +3 位作者 付鹏宇 温素芳 田桂珍 刘广忱 《电网技术》 北大核心 2025年第10期4396-4405,I0118,共11页

飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)因其能量密度高、寿命长、响应快速和对环境友好等特点,被认为是轨道交通再生制动能量回收与利用的理想选择。飞轮储能系统的控制是保证系统稳定高效运行的关键部分。针对传统PI控制... 飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)因其能量密度高、寿命长、响应快速和对环境友好等特点,被认为是轨道交通再生制动能量回收与利用的理想选择。飞轮储能系统的控制是保证系统稳定高效运行的关键部分。针对传统PI控制器在控制飞轮储能系统的局限性,研究了一种改进的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略。首先采用级联非线性扩张状态观测器增强系统对扰动的估计能力,提高了控制性能。然后,考虑到非线性ADRC中存在多个物理意义不明确且难以调试的参数的问题,结合滑模控制器(sliding mode control,SMC)的参数物理意义较为明确、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,构建了滑模—自抗扰控制(sliding mode-active disturbance rejection control,SM-ADRC),提高了系统的控制性能。其次,针对SM-ADRC控制器参数设置的复杂性,采用了粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对控制参数进行整定,提高了参数整定的效率。最后通过实验验证了所提控制策略在飞轮储能系统充放电工况下的可行性和有效性。 展开更多

关键词 飞轮储能系统 自抗扰控制 轨道交通 滑模控制 粒子群优化

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基于自适应变参数卡尔曼滤波算法的混合储能控制策略 被引量：1

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作者 杨航宇 刘广忱 +3 位作者 陈禹 马丹 田桂珍 王顺利 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期32-40,共9页

提出一种基于自适应变参数卡尔曼滤波算法的飞轮-锂电池混合储能功率分配控制以对风电场出力做并网前平抑,将飞轮电机转速和锂电池荷电状态引入卡尔曼增益的数据融合过程,实时影响卡尔曼增益计算以解决由于滤波算法滞后导致的风电出力... 提出一种基于自适应变参数卡尔曼滤波算法的飞轮-锂电池混合储能功率分配控制以对风电场出力做并网前平抑,将飞轮电机转速和锂电池荷电状态引入卡尔曼增益的数据融合过程,实时影响卡尔曼增益计算以解决由于滤波算法滞后导致的风电出力突变时功率分配不合理的问题。硬件在环实验验证所提控制策略下,飞轮-锂电池混合储能对风电厂产生功率的实时平抑效果,通过幅频分析验证混合储能平抑效果,构建滑动窗口检测固定时段内最大变化值。结果表明,所提控制策略控制下混合储能平抑后功率平滑,高频波动幅值降低80.3%,且符合国家风电厂并网标准。 展开更多

关键词 风力发电 混合系统 飞轮 卡尔曼滤波 荷电状态

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基于任意四边形拟合的轨道分割算法

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作者 郭浩 齐咏生 +2 位作者 张嘉英 马然 刘利强 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期112-122,共11页

精准高效地完成轨道分割与障碍物检测对于智能行车具有重要意义。现有深度学习算法对轨道区域分割与障碍物识别区分不明确,复杂区域极易出现多轨融合、识别率低等情况。为此,提出一种基于任意四边形拟合的轨道分割框架,实现轨道分割任务... 精准高效地完成轨道分割与障碍物检测对于智能行车具有重要意义。现有深度学习算法对轨道区域分割与障碍物识别区分不明确,复杂区域极易出现多轨融合、识别率低等情况。为此,提出一种基于任意四边形拟合的轨道分割框架,实现轨道分割任务;将其嵌入YOLOv5网络中,设计出一种全新的轨道交通双视觉任务网络(YOLOv5-DVT),该网络可根据轨道的不同特征,使用任意四边形切分轨道;经过多边形角点排序、自适应正样本匹配、相对重心位置编解码及顺序预测约束等环节完成对任意四边形轨道的预测,利用多边形寻迹拟合算法实现对轨道区域的恢复与分割;通过设计双任务结构,采用端到端的轨道分割与障碍物检测并行训练策略实现同步分割与障碍物识别,提升推理速度。采用自建数据集对该算法进行验证,试验结果表明:与经典分割算法相比,本文方法在复杂轨道的分割中更加清晰准确,其双任务精度分别达到95.10%、93.51%,推理速度达32 FPS,具备实际场景的应用价值。 展开更多

关键词 任意四边形检测 轨道分割 障碍物检测 深度神经网络

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激光雷达与IMU融合的草原风场机器人定位方法

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作者 寇志伟 景高乐 +3 位作者 崔啸鸣 尹煜 刘利强 齐咏生 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第11期117-124,132,共9页

草原风场具有风力等级高、瞬时风速变化快、环境温度变化大等特点,风场巡检机器人更具有优越性,可以很好地助力风场的数智化建设。针对风场地表崎岖多变、路面高低不平导致的激光雷达点云畸变较大问题,提出一种基于误差状态卡尔曼滤波... 草原风场具有风力等级高、瞬时风速变化快、环境温度变化大等特点,风场巡检机器人更具有优越性,可以很好地助力风场的数智化建设。针对风场地表崎岖多变、路面高低不平导致的激光雷达点云畸变较大问题,提出一种基于误差状态卡尔曼滤波器的激光雷达与惯性测量单元(IMU)融合定位方法(ESKF—LIFL)。对IMU数据进行预积分得到时间段的位姿状态量,并利用该数据通过线性插值方法解算LiDAR点云数据的姿态,对点云进行畸变校正。设计基于误差状态卡尔曼滤波器的LiDAR/IMU数据融合算法,以误差量作为系统的状态量为回环检测提供动态阈值并进行位姿估计,有效提高位姿解算的精度。结果表明,ESKF—LIFL方法输出的预测轨迹精度较高,所提方法在KITTI07数据集序列测试的绝对位姿误差、绝对位姿误差均值达到1.035 m、0.574 m,在KITTI09数据集序列测试的相对位姿误差达到0.418 m,与LOAM算法、LIO—SAM算法相比,上述性能指标分别提升41.16%、27.62%、81.07%。ESKF—LIFL方法能够满足草原风场机器人的自主定位要求,为草原风场巡检定位提供一种新思路。 展开更多

关键词 激光雷达 惯性测量单元 定位 误差状态卡尔曼滤波器 草原风场 巡检机器人

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基于BDGL⁃CMI的传递熵网络因果推理的工业过程故障溯源

8

作者 魏淑娟 齐咏生 +2 位作者 刘利强 李永亭 高学金 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第5期876-889,共14页

针对复杂工业过程故障溯源时间长,且溯源过程受到多个因素的关联和影响,导致故障溯源效果差等问题,提出一种集成块降图形套索(BDGL)与条件互信息(CMI)的传递熵故障溯源算法。首先引入了优化的BDGL对子组进行建模,有效降低计算复杂度;之... 针对复杂工业过程故障溯源时间长,且溯源过程受到多个因素的关联和影响,导致故障溯源效果差等问题,提出一种集成块降图形套索(BDGL)与条件互信息(CMI)的传递熵故障溯源算法。首先引入了优化的BDGL对子组进行建模,有效降低计算复杂度;之后应用传递熵进行因果分析,得到传递熵主要变量对,通过计算CMI,分析主要突出变量的直接和间接因果关系;最后根据溯源过程,确定精简的工业过程故障溯源图,分析故障根本原因,使得故障过程恢复。以冷水机组数据和田纳西-伊斯曼(TE)工业过程数据为研究对象,进行了故障溯源因果分析,验证了该溯源方法的有效性和实用性。该方法不仅提高了故障溯源方法的效率,还增强了结果的准确性和可解释性。 展开更多

关键词 图形套索 传递熵 条件互信息 因果推理 工业过程 故障溯源

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基于IGA与增强D-S证据理论的工业过程故障检测

9

作者 魏淑娟 齐咏生 +2 位作者 刘利强 李永亭 高学金 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第3期503-521,共19页

针对复杂工业过程数据特征提取困难,且许多故障检测方法需要提前假设数据分布类型,故障检测泛化能力弱等问题,提出一种基于信息增益自适应特征选择(IGA)方法与增强Dempster-Shafer (D-S)证据理论的工业过程故障检测算法。首先,通过决策... 针对复杂工业过程数据特征提取困难,且许多故障检测方法需要提前假设数据分布类型,故障检测泛化能力弱等问题,提出一种基于信息增益自适应特征选择(IGA)方法与增强Dempster-Shafer (D-S)证据理论的工业过程故障检测算法。首先,通过决策树计算得到信息增益,利用交叉验证设定k值,自适应选择特征个数,实现数据降维和特征提取;之后,引入三元统计量监测组实现线性故障检测,同时采用自编码器、One-class SVM方法进行非线性故障监测;最后,使用增强D-S证据理论,通过一种新的综合指标,对改进后的加权平均证据体进行融合,修正基本概率分配(BPA)参数获得融合结果,得到更为可靠的检测结果。通过冷水机组数据和田纳西-伊斯曼(Tennessee-Eastman,TE)过程数据进行验证,结果表明,IGA与增强D-S证据理论方法比单独的线性或非线性检测算法的准确率更高,鲁棒性更强,且使用场景不依赖于特定数据分布假设,适用范围灵活,可以有效应用于工业过程故障检测。 展开更多

关键词 信息增益 特征提取 证据理论 故障检测 工业过程

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基于LLIMA的PEMFC电压模型参数辨识方法

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作者 赵磊 温素芳 +1 位作者 刘广忱 张少杰 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期541-549,共9页

针对多数元启发式算法面对质子交换膜燃料电池电压模型参数辨识问题时易发生“早熟”导致参数辨识精度较低的问题,该文在改进蜉蝣算法基础上提出一种混沌映射和自适应Levy飞行的改进蜉蝣算法。首先,引入Logistic方程生成混沌序列,映射... 针对多数元启发式算法面对质子交换膜燃料电池电压模型参数辨识问题时易发生“早熟”导致参数辨识精度较低的问题,该文在改进蜉蝣算法基础上提出一种混沌映射和自适应Levy飞行的改进蜉蝣算法。首先,引入Logistic方程生成混沌序列,映射到问题空间中提高种群初始化的遍历性;其次,在蜉蝣的速度更新中加入自适应Levy飞行算法,利用Levy飞行大概率小步长,小概率大步长的特性帮助算法跳出局部最优值;此外,加入自适应策略动态调整蜉蝣速度,进一步缩短算法寻优时间;最后,通过4种测试函数在两种不同维度下的寻优结果验证算法的有效性。将所提算法应用于SR-12燃料电池电压模型参数辨识中,结果表明:相较于蜉蝣算法、改进的蜉蝣算法和粒子群算法,所提算法针对加入/未加入白噪声的实验数据均具有更快的收敛速度、更高的辨识精度以及更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 元启发式算法 辨识 Levy飞行 混沌映射

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融合MHSA的锂电池SOC估计

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作者 高俊东 马志强 +3 位作者 刘广忱 宝财吉拉呼 李宏勋 刘宇龙 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期16-24,共9页

提出在长短期记忆网络(LSTM)基础上融合多头自注意力机制(LSTM-MHSA)的方法估计动力电池荷电状态(SOC),将动力电池的电流、电压和温度作为LSTM模型输入,通过带有记忆功能的门控单元选择和遗忘历史数据特征;LSTM处理长序列数据会将所有... 提出在长短期记忆网络(LSTM)基础上融合多头自注意力机制(LSTM-MHSA)的方法估计动力电池荷电状态(SOC),将动力电池的电流、电压和温度作为LSTM模型输入,通过带有记忆功能的门控单元选择和遗忘历史数据特征;LSTM处理长序列数据会将所有数据特征同等对待,不能对SOC影响较大的数据特征有效表示,MHSA单元根据数据特性确定特征关注的焦点,提升模型在时序数据中全局和局部的特征提取能力,改进LSTM在对历史数据特征关注度不足和提高模型估计精度;最后在公开数据集上通过对比和泛化实验。结果显示该方法在平均绝对误差上减少0.007,验证在复杂非线性关系的影响下该方法能有效表示长序列数据特征,进而提高SOC估计的精度。 展开更多

关键词 锂电池 电动汽车 电池储能 长短期记忆网络 荷电状态

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基于双流特征增强网络的超短期光伏功率预测

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作者 辛峰悦 寇志伟 +2 位作者 刘焱晨 崔啸鸣 齐咏生 《电子测量技术》 北大核心 2025年第5期65-73,共9页

云层的遮挡会导致光伏功率发生剧烈波动,给电力系统的稳定运行带来巨大的挑战。本研究针对云层遮挡时光伏功率波动大、复杂天气条件下预测精度低等问题,提出了一种基于双流特征增强网络的超短期光伏功率预测模型(TSFE-LSTM)。首先,基于... 云层的遮挡会导致光伏功率发生剧烈波动,给电力系统的稳定运行带来巨大的挑战。本研究针对云层遮挡时光伏功率波动大、复杂天气条件下预测精度低等问题,提出了一种基于双流特征增强网络的超短期光伏功率预测模型(TSFE-LSTM)。首先,基于畸变校正算法和光流计算优化处理了地基云图,通过双流卷积网络提取了地基云图序列的时空特征。其次,设计了基于长短期记忆网络的超短期光伏功率预测模型,实现了未来15 min光伏功率的预测。实验结果表明,TSFE-LSTM模型融合地基云图与光流图后,光伏功率预测值的MAE、RMSE较单独输入地基云图分别提高了5.81%、4.61%。在晴天时,TSFE-LSTM模型较CNN模型MAE、RMSE分别提高了7.23%、14.99%,阴天时,TSFE-LSTM模型预测精度略有下降,较CNN-MLP模型MAE、RMSE分别提高了3.53%、1.26%。为云层遮挡时光伏功率预测提供了新思路。 展开更多

关键词 地基云图 特征提取 长短期记忆网络 光伏功率预测

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基于二维磁耦合线圈的WPT多自由度磁场发射机构设计

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作者 寇志伟 王楠 +2 位作者 刘焱晨 崔啸鸣 齐咏生 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第9期159-168,共10页

针对磁耦合式无线电能传输(WPT)系统发射机构的多自由度(DOF)传输能力弱、占用体积大、接收线圈姿态要求高等问题,提出一种基于二维磁耦合线圈的无线电能传输多自由度磁场发射机构。首先,设计一种二维磁耦合发射线圈结构,建立多物理场... 针对磁耦合式无线电能传输(WPT)系统发射机构的多自由度(DOF)传输能力弱、占用体积大、接收线圈姿态要求高等问题,提出一种基于二维磁耦合线圈的无线电能传输多自由度磁场发射机构。首先,设计一种二维磁耦合发射线圈结构,建立多物理场耦合模型,仿真发射线圈的磁场分布,验证线圈结构的三维多自由度旋转磁场生成能力。其次,研究三维多自由度旋转磁场的生成机理,提出发射线圈结构参数优化方法;基于三维解耦旋转磁场设计LCC-S型补偿网络发射机构电路,使原边激励电流为不受负载及耦合系数影响的恒流状态,副边电压为不受负载影响的恒压状态。最后,基于多物理场耦合模型,仿真验证发射机构的电能传输效果。实验结果表明,接收线圈姿态多自由度变化时发射机构的能量传输稳定,传输效率保持在61.91%以上,最高达82.32%,验证了新式发射机构设计的正确性与方法的可行性。 展开更多

关键词 无线电能传输 二维磁耦合 旋转磁场 多自由度 发射线圈

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弱电网下光伏并网系统锁相环参数自适应控制 被引量：5

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作者 武海涛 张宁宁 +3 位作者 曹志轩 温素芳 李磊 李会珍 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第1期52-61,共10页

针对弱电网下PLL(phase-looked loop,PLL)会使并网逆变器的稳定性下降问题,提出一种锁相环带宽自适应控制策略来实现锁相环参数依据电网实时阻抗值来获得最优的控制参数,保证系统最佳控制性能和稳定运行,从而提升跟网型逆变器在弱电网... 针对弱电网下PLL(phase-looked loop,PLL)会使并网逆变器的稳定性下降问题,提出一种锁相环带宽自适应控制策略来实现锁相环参数依据电网实时阻抗值来获得最优的控制参数,保证系统最佳控制性能和稳定运行,从而提升跟网型逆变器在弱电网下的对电网阻抗的适应能力。利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,仿真结果证明自适应控制策略正确、有效。 展开更多

关键词 弱电网 锁相环 谐波线性化 稳定边界 参数自适应

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兼顾提升功率分配精度与抑制电压偏差的自适应下垂控制 被引量：9

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作者 武海涛 庞春林 张宁宁 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期109-120,共12页

直流微电网孤岛运行时,为实现下垂参数跟随直流微电网各光伏单元出口线路阻抗和本地负载分布情况自调整,提出一种基于麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)的自适应下垂控制策略。将下垂参数、变换器输出电压参考值以函数变量的... 直流微电网孤岛运行时,为实现下垂参数跟随直流微电网各光伏单元出口线路阻抗和本地负载分布情况自调整,提出一种基于麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)的自适应下垂控制策略。将下垂参数、变换器输出电压参考值以函数变量的形式构成优化目标函数,利用麻雀搜索算法寻找目标函数的极小值,实时找到同时使系统运行过程中的功率偏差、母线电压偏差最小化的解。即利用麻雀搜索算法将下垂参数和电压参考值调节问题转化为函数极值寻优问题,实现了下垂系数可依据光伏出口线路阻抗、本地负载变化及光照强度变化自调整的目标。同时通过动态调节变换器输出电压参考值,减小母线电压偏差,解决了功率分配精度与母线电压偏差的固有矛盾。利用PSCAD/EMTDC建立系统仿真模型,仿真结果证明所提控制策略正确、有效。 展开更多

关键词 下垂控制 功率分配 下垂系数 麻雀搜索算法 自适应

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计及风电场的飞轮储能一次调频控制策略 被引量：6

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作者 金都 刘广忱 +4 位作者 孙博文 黄天园 张建伟 田桂珍 荆丽丽 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1911-1920,共10页

随着新能源渗透率的提高,电力系统频率稳定性问题愈加严重。本文提出一种改进飞轮储能辅助风电场一次调频的控制策略,分析风储系统的频率特性和容量配置,风电场采用虚拟惯性控制参与一次调频。由于风电场的输出功率根据自然风速随机变化... 随着新能源渗透率的提高,电力系统频率稳定性问题愈加严重。本文提出一种改进飞轮储能辅助风电场一次调频的控制策略,分析风储系统的频率特性和容量配置,风电场采用虚拟惯性控制参与一次调频。由于风电场的输出功率根据自然风速随机变化,可能会导致飞轮长期运行至较高或较低转速的状态,在风速骤变时甚至会引起飞轮转速越限。采用虚拟下垂控制结合模糊规则防止飞轮转速越限,从而弥补风电场在一次调频中的功率缺额。通过仿真分析及实验验证阶跃扰动和连续扰动的工况下的频率特性,得出改进控制策略在阶跃扰动和连续负荷扰动2种工况下最大频率偏差更小、响应速度更快的结论. 展开更多

关键词 风电场 一次调频 飞轮储能 最大频率偏差 响应速度

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基于双流生成对抗网络数据增强的风电机组智能故障诊断 被引量：4

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作者 李东泽 齐咏生 +3 位作者 刘利强 马然 李永亭 刘思哲 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期94-102,共9页

针对实际工况下风电机组故障数据难以获取,现有数据增强方法对1维数据特征提取效果不佳的问题,提出一种基于双流生成对抗网络(DSGAN)的小样本智能故障诊断方法。设计了一种新的双流网络,通过深度特征提取流与时间特征提取流对风电机组... 针对实际工况下风电机组故障数据难以获取,现有数据增强方法对1维数据特征提取效果不佳的问题,提出一种基于双流生成对抗网络(DSGAN)的小样本智能故障诊断方法。设计了一种新的双流网络,通过深度特征提取流与时间特征提取流对风电机组故障数据进行深度与时间双特征提取。提出一种全局特征引导的自适应加权融合(GFG-AWF)模块对提取的双特征进行融合,并通过引入对抗生成思想,设计DSGAN完成小样本数据的增强。构建基于增强数据集辅助的双流诊断网络实现故障分类识别。利用轴承试验台数据与实际风电机组运行数据对所提方法进行了验证,最终诊断准确率达到98%,表明所提方法可以有效解决小样本的故障诊断问题。 展开更多

关键词 风电机组 故障诊断 生成对抗网络 小样本 数据增强

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一种场景自适应的双分支牛脸高效识别算法 被引量：3

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作者 焦杰 齐咏生 +2 位作者 刘利强 李永亭 王朝霞 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3251-3261,共11页

随着智慧牧业的高速发展,牛脸识别已成为牛场智能化养殖的关键,但牛场养殖环境复杂且动物的自主能动性差,导致牛脸数据采集与识别过程会受到模糊、遮挡和光照等环境因素的严重干扰.针对此问题,提出一种复杂场景自适应选择双分支牛脸高... 随着智慧牧业的高速发展,牛脸识别已成为牛场智能化养殖的关键,但牛场养殖环境复杂且动物的自主能动性差,导致牛脸数据采集与识别过程会受到模糊、遮挡和光照等环境因素的严重干扰.针对此问题,提出一种复杂场景自适应选择双分支牛脸高效识别算法.该算法首先设计了基于像素融合的数据增强策略,通过Beta分布计算融合系数,将牛的左右脸图像按融合系数进行像素级整合,在丰富样本特征信息同时,增强网络学习模糊和遮挡下的牛脸特征,提升网络对复杂场景的泛化能力;其次,在主干特征提取网络中引入一种新型注意力机制CDAA(Composite Dual-branch Adaptive Attention),可随着场景信息变换,自适应加强通道与空间注意力分支的权重,提高网络在复杂场景下的特征筛选能力;之后,设计FaceNet与U-LBP(Uniform Local Binary Patterns)结合的双分支特征提取结构,并将提取的特征向量实现自适应加权融合,增加网络在过亮或过暗环境下的鲁棒性;最后,在损失函数中加入改进交叉熵损失(Focal Loss),根据场景信息复杂度动态调控权重系数,实现对难易分类样本自主控制.为检测算法的有效性和实时性,在特定数据集上进行消融试验,与多种典型识别算法进行对比.实结果表明,提出的算法能很好满足实时性要求,在开集测试集上准确率达到87.53%,识别速度达到108帧/s,且在复杂场景下,识别效果均优于对比网络. 展开更多

关键词 复杂场景 图像融合 双分支结构 牛脸识别 场景自适应

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VanillaFaceNet:一种高精度快速推理的牛脸识别方法 被引量：2

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作者 栾浩天 齐咏生 +2 位作者 刘利强 王朝霞 李永亭 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期120-131,共12页

快速精准确定牛只身份对于牛只活体贷款,改善牛只骗保等问题具有重要意义。针对不同牛只面部差异小,FaceNet网络层数深,推理速度较慢,模型分类精度不足等问题,该研究提出了基于FaceNet的牛脸识别方法-VanillaFaceNet。该方法首先将Face... 快速精准确定牛只身份对于牛只活体贷款,改善牛只骗保等问题具有重要意义。针对不同牛只面部差异小,FaceNet网络层数深,推理速度较慢,模型分类精度不足等问题,该研究提出了基于FaceNet的牛脸识别方法-VanillaFaceNet。该方法首先将FaceNet的主干特征提取网络替换为极简网络VanillaNet-13并提出动态激活和增强型线性变换的激活函数两种方法提高网络的非线性;然后,提出一种新的DBCA(dual-branch coordinate attention)注意力模块,能够更好地反映不同牛只面部特征之间的差异,从而提高网络的识别精度;最后,针对triplet loss仅能减小牛只类间差异的问题,采用center-triplet loss联合监督来减少牛只类内差异,从而提高了相同牛只身份比对的准确性。基于自建的牛脸数据集对该模型进行训练和测试,试验结果表明,VanillaFaceNet对牛只识别的准确率达到88.21%,每秒传输帧数为26.23帧。与FaceNet、MobileFaceNet、CenterFace、CosFace和ArcFace算法相比,本文算法的识别准确率分别提高了2.99、9.58、6.26、3.85和4.49个百分点,推理速度分别提升了2.67、0.77、0.10、1.28和0.94帧/s。该模型对牛只有较为优秀的识别效果,适于在嵌入式设备上部署,实现了牛只面部识别精度和推理速度之间的平衡。 展开更多

关键词 识别 特征 提取 牛脸 FaceNet 注意力机制

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基于矩阵变换器的飞轮储能模型预测控制策略 被引量：2

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作者 王云辉 张建伟 +1 位作者 田桂珍 刘广忱 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期26-33,共8页

飞轮储能系统常用的背靠背变换器中间存在直流环节及电解电容,使得变换器体积庞大,而且直流环节电解电容器会带来直流电压控制、寿命和维护成本等问题。针对上述问题,采用矩阵变换器作为飞轮储能系统的控制变换器,有效地融入了矩阵变换... 飞轮储能系统常用的背靠背变换器中间存在直流环节及电解电容,使得变换器体积庞大,而且直流环节电解电容器会带来直流电压控制、寿命和维护成本等问题。针对上述问题,采用矩阵变换器作为飞轮储能系统的控制变换器,有效地融入了矩阵变换器的优势,避免了背靠背变流器中直流环节及电解电容带来的问题。在分析储能系统工作原理的基础上,考虑到矩阵变换器电压传输比的限制,通过理论计算得出基于矩阵变换器的飞轮储能系统的运行范围。通过理论分析得到了飞轮储能系统功率与飞轮转速的关系,然后利用转速外环电流内环的双闭环控制方式实现对飞轮储能系统的控制。电流内环采用模型预测控制策略对矩阵变换器进行控制,从而实现飞轮储能系统的充放电控制。Matlab/Simulink中的仿真结果验证了运行范围分析的准确性和所提控制策略的有效性. 展开更多

关键词 飞轮储能系统 充放电控制 矩阵变换器 永磁同步电机 模型预测控制 运行范围

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