面向电力作业无人机的位姿估计与目标感知方法

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作者 卓浩泽 张驰 +4 位作者 李泰霖 杨忠 蒋圣超 朱泽堃 王斌 《南方电网技术》 北大核心 2025年第7期140-149,共10页

高压架空输电线路作为电力传输的载体,是电力系统稳定运行的重要保障。因此,尽早发现输电线路异常表象(如异物、断股等)并及时实施维保作业显得格外重要。在此背景下,智能电力作业机器人的大力推广将有助于确保电网系统的安全、高效且... 高压架空输电线路作为电力传输的载体,是电力系统稳定运行的重要保障。因此,尽早发现输电线路异常表象(如异物、断股等)并及时实施维保作业显得格外重要。在此背景下,智能电力作业机器人的大力推广将有助于确保电网系统的安全、高效且经济地运行。针对现有电力作业无人机模式识别与自动跟踪能力弱、视觉里程计鲁棒性较差的问题,提出了一种基于点线特征融合的无人机位姿估计方法,开发了一套完整的无人机目标检测与追踪系统。相比于现有的无人机环境感知方案,所提出的目标追踪算法能够高效地提取出红外图像中的点特征和线特征,以较低的功耗实现小型多旋翼无人机在输电线路场景下的目标检测与自动追踪功能。 展开更多

关键词 电网安全运维 输电线路巡检 电力作业无人机 智能机器人 同步定位与建图

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基于rGO/Fe_(2)O_(3)材料的高灵敏度高选择性乙烯传感器研究

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作者 周柯 罗宗昌 +4 位作者 孙建海 周天烨 牛致远 韩方源 张龙飞 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第5期1-3,14,共4页

文中通过水热法合成了一种rGO/Fe_(2)O_(3)复合材料,经实验测试表明在500℃的工作温度下,材料对乙烯有良好的选择性、快速的响应时间(7 s)和线性度,在多次测试过程中传感器响应可以恢复到初始值,具有较高的稳定性。该传感器可以应用于... 文中通过水热法合成了一种rGO/Fe_(2)O_(3)复合材料,经实验测试表明在500℃的工作温度下,材料对乙烯有良好的选择性、快速的响应时间(7 s)和线性度,在多次测试过程中传感器响应可以恢复到初始值,具有较高的稳定性。该传感器可以应用于变压器运行状态检测等需要检测乙烯气体的情况。 展开更多

关键词 金属氧化物半导体传感器 MEMS传感器 乙烯气体检测 变压器故障检测

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输电线路断股修复机器人自动上/下线飞行跟踪控制

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作者 卓浩泽 王志永 +3 位作者 李泰霖 杨忠 蒋圣超 王斌 《电测与仪表》 北大核心 2024年第11期196-204,共9页

电力系统中的输电线路具有分布广和跨越大等特点,确保其安全和稳定运行尤为重要。现有的输电线路断股修复任务通过人工或爬线机器人完成,存在作业风险高、机器人上线难度大等问题。针对此文章提出一种可以通过飞行挂线完成输电线路断股... 电力系统中的输电线路具有分布广和跨越大等特点,确保其安全和稳定运行尤为重要。现有的输电线路断股修复任务通过人工或爬线机器人完成,存在作业风险高、机器人上线难度大等问题。针对此文章提出一种可以通过飞行挂线完成输电线路断股修复任务的飞行机器人,设计自适应模糊自抗扰(adaptive fuzzy active disturbance rejection control, AFADRC)控制器,确保机器人能够实现自动飞行上/下线。仿真结果表明,该机器人在提高输电线路断股修复效率和降低人工成本方面表现出色,同时也提高了作业的安全性。 展开更多

关键词 输电线路断股修复 飞行机器人 自动上/下线 飞行跟踪控制

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耐久型透明光滑拒液表面的研究进展

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作者 喻敏 秦丽文 +3 位作者 卓浩泽 朱立平 李建新 潘积琦 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期12072-12083,共12页

近年来,光滑拒液表面因具有优异的抗润湿性能力,在学术界和工业界得到了广泛关注和研究。基于拒液表面的抗润湿特性而开发的应用逐渐丰富,但随之而来的是新的需求和挑战。其中,高透明性、高机械/化学耐久度和耐候性是光滑拒液表面进一... 近年来,光滑拒液表面因具有优异的抗润湿性能力,在学术界和工业界得到了广泛关注和研究。基于拒液表面的抗润湿特性而开发的应用逐渐丰富,但随之而来的是新的需求和挑战。其中,高透明性、高机械/化学耐久度和耐候性是光滑拒液表面进一步实现诸如光伏组件面板防污、风电叶片除冰、金属管道防垢等工业应用的先决条件,需要得到高度重视。因此,首先阐述了光滑拒液表面的分类、制备方法和耐久性提升策略,随后讨论了耐久型透明光滑拒液表面在自清洁、防指纹/抗涂鸦、除冰/防冰、抗生物污染和防结垢领域的应用,最后总结了现有挑战并对未来研究方向进行展望。 展开更多

关键词 拒液表面 透明 光滑 耐久 类液体

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500 kV超高压直流输电线路雷击故障自动识别方法

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作者 邬蓉蓉 黄志都 +2 位作者 徐文平 唐捷 黄维 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第2期160-167,共8页

【目的】输电线路是电力系统的重要组成部分,其中大多数线路故障由雷击引起。雷击干扰识别是行波故障分析准确性的关键。为快速识别500 kV超高压直流输电线路中的雷击故障,保障电力系统的稳定运行,提出了一种基于自动化方法的雷击故障... 【目的】输电线路是电力系统的重要组成部分,其中大多数线路故障由雷击引起。雷击干扰识别是行波故障分析准确性的关键。为快速识别500 kV超高压直流输电线路中的雷击故障,保障电力系统的稳定运行,提出了一种基于自动化方法的雷击故障识别技术。【方法】利用字典学习算法对输电线路信号进行去噪,构建信号幅值波动最小误差目标函数,并通过热启动更新字典和牛顿迭代法优化字典矩阵,从而获得高纯度的雷击故障信号,有效降低噪声干扰,提高识别精度。采用小波时间熵技术提取去噪信号中的关键特征。通过小波变换生成小波系数,重构特定层的系数,并定义滑动时间窗以计算熵和信息量,从雷电流暂态信号中提取特征,为故障识别提供数据支持。收集不同雷击特征信号,采用集成学习算法训练特征,生成多个弱分类器,并通过权值融合为强分类器,用于分类每一个雷电流暂态信号样本,提高分类器的泛化能力,使其能够应对不同种类的雷击故障信号。利用麻雀算法优化分类器,通过随机初始化种群、适应度计算、筛选麻雀、更新麻雀发现者与加入者、变异更新等步骤获得分类器的最优参数,并将其应用于优化后的分类器中,实现500 kV超高压直流输电线路雷击故障的自动化识别。麻雀算法作为启发式优化方法,具备自适应性与全局搜索能力,可快速在复杂搜索空间中找到最优参数,提高优化效率与识别速度。【结果】实验结果表明,去噪后信号信噪比(SNR)高于40 dB,识别均方误差(MSE)低于1.5,识别效率超过90%,平均识别时间约为2.5 s,能够准确、高效地识别500 kV超高压直流输电线路中的雷击故障。【结论】本文方法为500 kV超高压直流输电线路雷击故障的自动化识别提供了一种新技术,显著提升了识别精度和效率,为电力系统的安全稳定运行提供了有力支持。此外,该方法可推广应用于其他输电线路故障的识别,具有广泛的应用价值。 展开更多

关键词 500 kV超高压 直流输电线路 雷击故障 字典学习算法 小波时间熵 麻雀优化算法

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斥力场引导RRT算法的机械臂路径规划 被引量：1

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作者 黄上章 宋爱国 +1 位作者 缪天缘 张玉波 《中国测试》 北大核心 2025年第1期126-132,共7页

针对现有的快速搜索随机树(RRT)及其改进算法在机械臂路径规划中存在的效率不足、无法快速绕开障碍空间以及路径冗余等问题,提出一种基于斥力场引导的改进RRT-Connect算法的机械臂路径规划,以下称改进RRTConnect(improved RRT-Connect)... 针对现有的快速搜索随机树(RRT)及其改进算法在机械臂路径规划中存在的效率不足、无法快速绕开障碍空间以及路径冗余等问题,提出一种基于斥力场引导的改进RRT-Connect算法的机械臂路径规划,以下称改进RRTConnect(improved RRT-Connect)。首先对已知环境构建栅格化地图及其斥力势场;其次利用改进RRT-Connect以及臂形约束进行路径规划;最后通过逆运动学以及插值算法得到关节空间路径点,伺服控制机械臂运动。将所提算法进行仿真与实际操作实验验证,结果表明:基于斥力场引导的改进RRT-Connect算法的机械臂路径规划可以绕开高效障碍空间,消融实验表明减少规划路径点17.24%以上、提高规划效率,较RRT减少规划时间99.71%、以及减少路径冗余,保留10.59%以下,验证了算法的可行性。 展开更多

关键词 快速搜索随机树 机械臂 路径规划 斥力势场

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基于杆塔点云数据的数字化输电线路防雷性能评估技术

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作者 邬蓉蓉 黄志都 +2 位作者 黄维 唐捷 徐文平 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期735-741,共7页

针对气象条件、线路长度等因素对防雷性能产生影响,导致防雷性能评估准确度下降的问题,提出基于杆塔点云数据的数字化输电线路防雷性能评估技术。利用机载三维激光扫描技术获取杆塔点云数据,实施去噪和精简处理,提取杆塔特征参数和地形... 针对气象条件、线路长度等因素对防雷性能产生影响,导致防雷性能评估准确度下降的问题,提出基于杆塔点云数据的数字化输电线路防雷性能评估技术。利用机载三维激光扫描技术获取杆塔点云数据,实施去噪和精简处理,提取杆塔特征参数和地形地貌特征参数,结合其他特征构成雷击风险评估指标体系。计算雷击跳闸概率值,明确雷击跳闸风险;计算输电线路的防雷程度值,确定对应的防雷等级。实验结果表明,所提方法的防雷性能评估结果与历史数据初步判定的防雷性能结果一致,该技术可以显著提高输电线路防雷性能评估的精度。 展开更多

关键词 杆塔点云数据 数字化输电线路 雷击跳闸概率 防雷性能 机载三维激光扫描 杆塔特征 气象特征 地形地貌特征

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基于木质素-有机黏土复合水凝胶的固相萃取-SERS联用技术用于变压器油中微量1,2,3-苯并三氮唑的现场分析 被引量：1

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作者 刘叶 余东 +3 位作者 廖思杰 沈爱国 何治柯 韩方源 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期532-540,共9页

该文以脱碱木质素(DAL)和硅藻土(DE)为原料,通过加入2.5%丙烯酸(AA)、0.75%过硫酸铵(APS)和0.25%N’N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),基于自由基聚合法制备了DAL/DE水凝胶。利用高效液相色谱法考察了水凝胶对变压器油中1,2,3-苯并三氮唑(BTA)... 该文以脱碱木质素(DAL)和硅藻土(DE)为原料,通过加入2.5%丙烯酸(AA)、0.75%过硫酸铵(APS)和0.25%N’N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA),基于自由基聚合法制备了DAL/DE水凝胶。利用高效液相色谱法考察了水凝胶对变压器油中1,2,3-苯并三氮唑(BTA)的吸附性能,随后使用表面增强拉曼散射(SERS)辅以固相萃取技术现场检测了变压器油中的BTA。研究结果表明,在0.6 g DAL/DE水凝胶为固相萃取填料,水为活化剂,BTA变压器油样稀释1倍,洗脱剂为1 mL乙酸的条件下,BTA在776 cm^(-1)处的峰强于1~500 mg/kg范围内与其含量呈良好的线性关系,检出限低至0.28 mg/kg。 展开更多

关键词 变压器油 1 2 3-苯并三氮唑 木质素 水凝胶 固相萃取 表面增强拉曼散射(SERS)

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快速暂态过电压老化对环氧树脂电气强度的影响 被引量：5

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作者 潘绍明 张磊 +4 位作者 赵坚 苏毅 饶夏锦 陈梁远 黎大健 《绝缘材料》 CAS 北大核心 2024年第1期46-50,共5页

为了探究快速暂态过电压(VFTO)对环氧树脂击穿性能的影响,本文制得环氧树脂试样,并在20 kV与40 kV下对试样进行1 000次VFTO老化试验,通过红外光谱、扫描电子显微镜、介电谱及击穿试验,研究了VFTO老化对环氧树脂化学结构、微观形貌、介... 为了探究快速暂态过电压(VFTO)对环氧树脂击穿性能的影响,本文制得环氧树脂试样,并在20 kV与40 kV下对试样进行1 000次VFTO老化试验,通过红外光谱、扫描电子显微镜、介电谱及击穿试验,研究了VFTO老化对环氧树脂化学结构、微观形貌、介电参数与击穿性能的影响。结果表明:经VFTO老化后,环氧树脂表面C-O-C键和C=O含量减少,试样内部缺陷增多,松弛极化行为增强,电气强度下降。在20 kV和40 kV VFTO老化作用后,环氧树脂的电气强度分别降低了14.89%和25.67%。通过分析发现,VFTO老化作用后,环氧树脂内部大分子链断裂导致缺陷增多,这是其电气强度下降的主要原因。 展开更多

关键词 VFTO 环氧树脂 电气强度 电老化

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高性能表面增强拉曼散射基底用于变压器油中糠醛的检测 被引量：1

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作者 韩方源 喻敏 +6 位作者 张龙飞 唐彬 罗宗昌 朱立平 胡梦竹 梁沁沁 马源 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期543-549,共7页

本文使用原位生长法制备了一种平面凹槽微腔阵列表面增强拉曼散射(SERS)基底,以4-氨基苯硫酚为探针分子,通过席夫碱缩合反应实现对变压器油中糠醛分子的捕捉,根据反应生成的碳氮双键在1658 cm-1处的特征拉曼谱带与糠醛浓度的关系,实现... 本文使用原位生长法制备了一种平面凹槽微腔阵列表面增强拉曼散射(SERS)基底,以4-氨基苯硫酚为探针分子,通过席夫碱缩合反应实现对变压器油中糠醛分子的捕捉,根据反应生成的碳氮双键在1658 cm-1处的特征拉曼谱带与糠醛浓度的关系,实现了变压器油中微量糠醛的定量检测。研究结果表明,该方法测定变压器油中糠醛的检出限约为0.05 mg/L,在0.1~100 mg/L糠醛浓度范围内,1658 cm^(-1)和1080 cm^(-1)处的峰强比值与糠醛浓度的对数具有良好的线性关系,所得线性回归方程为y=4.4156x+10.2612,相关系数R^(2)=0.9862。该方法采用商品化便携式拉曼光谱仪,为拉曼光谱应用于变压器油中微量糠醛的现场快速检测奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 SERS基底 变压器油 糠醛 席夫碱反应 4-氨基苯硫酚

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CuS@Au纳米粒子组装的二维异质表面增强拉曼光谱基底用于结晶紫的快速检测 被引量：1

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作者 唐彬 韩方源 +4 位作者 罗宗昌 朱立平 张龙飞 梁沁沁 胡梦竹 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期351-357,共7页

本文以自组装的中空CuS纳米粒子为模板,通过循环生长法,制得致密且有间隙的金包CuS纳米粒子二维团簇结构(CuS@Au),CuS核与Au壳,以及相邻Au壳之间的等离激元耦合效应,赋予此二维异质基底两种优越性能:电磁场增强表面增强拉曼光谱(SERS)... 本文以自组装的中空CuS纳米粒子为模板,通过循环生长法,制得致密且有间隙的金包CuS纳米粒子二维团簇结构(CuS@Au),CuS核与Au壳,以及相邻Au壳之间的等离激元耦合效应,赋予此二维异质基底两种优越性能:电磁场增强表面增强拉曼光谱(SERS)“热点”,即“电磁热点”;光热作用促进固-液界面传质,诱导物质微区富集,即“光热热点”。该“双热”二维异质基底可用于水中有机污染物结晶紫的检测,结果显示在1616 cm^(-1)处结晶紫浓度范围为10~300 nmol/L时,测得拉曼信号强度与结晶紫浓度的对数呈良好的线性关系,决定系数R^(2)=0.98。方法检出限为8.55 nmol/L,从样品富集到检测完成仅需10 min。 展开更多

关键词 SERS固相基底 CuS@Au纳米结构 光热诱导 结晶紫

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