检索结果-内蒙古大学图书馆

基于改进EfficientNetV2和UNetTSF的刀具磨损状态识别及预测方法

中国机械工程 2025年

作者：张曦朱红张龙佳 Ahmed Abdeltawab 上海大学机电工程与自动化学院

针对刀具在机磨损状态监测问题，为提高刀具磨损预测的准确性，本文提出了一种融合格拉姆角场（GAF）、改进的EfficientNetV2轻量级网络和UNetTSF时序预测模型的新型监测模型GAF-iEfficientNetV2-UNetTSF。该模型采用先分类后预测的策... 详细信息

针对刀具在机磨损状态监测问题，为提高刀具磨损预测的准确性，本文提出了一种融合格拉姆角场（GAF）、改进的EfficientNetV2轻量级网络和UNetTSF时序预测模型的新型监测模型GAF-iEfficientNetV2-UNetTSF。该模型采用先分类后预测的策略，首先采集刀具加工过程中的力信号，并使用分段聚合技术实现特征降维，接着利用格拉姆角场分别对三向力信号进行编码，得到三组单通道图像，并对同一时序下的三组单通道图像通过堆叠成三通道图像。随后，构建改进的EfficientNetV2训练网络进行特征的自动提取和分类以实现对刀具磨损状态识别。最后，针对最关键的刀具磨损状态，利用UNetTSF模型进行磨损值预测，以实现精确预判。通过对比实验，验证了该模型在刀具磨损状态识别任务中的高准确率以及磨损值预测方面的高精度，为刀具磨损状态监测领域提供了一种更精准的监测方法，对提升工业生产效率和降低维护成本具有重要意义。

关键词：格拉姆角场 EfficientNetV2 UNetTSF 刀具磨损状态刀具磨损监测

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基于随机充放电片段和稀疏高斯过程回归的电池健康状态估计

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电工技术学报 2025年

作者：江银锋宋文祥施语上海大学机电工程与自动化学院

准确地估计电池健康状态（SOH）对锂离子电池储能系统的安全高效运行十分重要，围绕电池老化特征提取依赖特定工况和实际电池充放电过程随机性的问题，该文提出一种基于分段特征提取和稀疏高斯过程回归（GPR）的电池健康状态估计方法。... 详细信息

准确地估计电池健康状态（SOH）对锂离子电池储能系统的安全高效运行十分重要，围绕电池老化特征提取依赖特定工况和实际电池充放电过程随机性的问题，该文提出一种基于分段特征提取和稀疏高斯过程回归（GPR）的电池健康状态估计方法。首先，按照荷电状态对数据进行分段，针对每一段数据分别提取了30种特征，并基于充放电过程数据各训练了10种模型；其次，对部分特征计算Shapley值，解释充放电模型的差异性；然后，分析对比了五种高斯过程回归模型的核函数的预测性能；最后，与其他四种机器学习模型进行对比。测试结果表明，在高倍率工况下，基于60%～70%荷电状态的放电数据片段的模型预测效果最佳，所有测试集的平均方均根误差为0.26%。利用充电数据估计SOH时，基于马特恩核函数的GPR模型的预测结果的方均根误差最高降低了31%，而利用放电数据估计SOH时，基于有理二次核函数的GPR模型的预测结果的方均根误差最高降低了64%。

关键词：锂离子电池机器学习高斯过程回归电池健康状态电池管理

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购电型产消者参与电力市场的投标策略分析

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电网技术 2025年

作者：张少华周宇扬王晛韦美合上海大学机电工程与自动化学院

针对产消者参与电力市场投标竞争的发展趋势，研究产消者的市场投标策略及其影响具有重要的意义。首先建立了含购电型产消者的日前电力市场古诺均衡模型，其中考虑了产消者电能生产和消费的双重属性。从理论上研究了产消者的自身发电能... 详细信息

针对产消者参与电力市场投标竞争的发展趋势，研究产消者的市场投标策略及其影响具有重要的意义。首先建立了含购电型产消者的日前电力市场古诺均衡模型，其中考虑了产消者电能生产和消费的双重属性。从理论上研究了产消者的自身发电能力对其投标策略和市场均衡结果的影响，并比较分析了产消者作为市场价格影响者和接受者参与市场的结果。为进一步研究输电阻塞对产消者投标策略的影响，给出了考虑输电约束和购电型产消者的日前市场古诺竞争双层模型。最后，通过算例仿真验证了理论分析的正确性，并表明：相比于传统购电用户，具有自身发电能力的购电型产消者在市场上的投标购电量会减少，有助于降低市场价格，缓解发电侧市场力，增加社会福利。

关键词：电力市场产消者投标策略均衡分析

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基于电压下降时间的SiC MOSFET结温在线检测方法

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电气工程学报 2024年第3期19卷 50-59页

作者：樊祖威魏伟伟徐国卿上海大学机电工程与自动化学院上海200444

随着功率器件在航天航空、轨道交通和电动汽车等领域的广泛应用,其可靠性问题备受关注,准确估计器件结温是确保电力电子装置运行可靠性的关键因素,同时也是实现SiC MOSFET器件寿命预测和健康管理的基础。以SiC MOSFET为研究对象,研究SiC... 详细信息

随着功率器件在航天航空、轨道交通和电动汽车等领域的广泛应用,其可靠性问题备受关注,准确估计器件结温是确保电力电子装置运行可靠性的关键因素,同时也是实现SiC MOSFET器件寿命预测和健康管理的基础。以SiC MOSFET为研究对象,研究SiC MOSFET开通过程漏源极电压下降时间(tfv)与结温的关系,提出一种基于电压下降时间的结温测量方法;设计基于高频信号的电压下降时间检测电路和驱动电阻可切换的结温检测系统。试验结果表明,大驱动电阻下SiC MOSFET电压下降时间在结温表征方面具有温度灵敏度高、线性度好的优势,可作为温敏电参数测量SiC MOSFET结温;所设计的检测电路提取的电压下降时间具有很高的准确度,能够有效提取电压下降时间;所搭建的结温检测系统能够实现在线检测结温。

关键词： SiC MOSFET 结温检测电压下降时间温敏电参数

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变工况下深沟球轴承保持架动态特性分析

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机械强度 2024年第6期46卷 1507-1514页

作者：董应伟余光伟肖扬潘友君李文海上海大学机电工程与自动化学院上海200444

新能源电动机运转过程中,以转速波动为主的变工况会对深沟球轴承的动态性能产生重要影响。以6207型深沟球轴承为研究对象,考虑了保持架的柔性变形,在Ansys/Ls-Dyna软件中建立深沟球轴承显式动力学分析模型,分析了不同角加速度加速工况... 详细信息

新能源电动机运转过程中,以转速波动为主的变工况会对深沟球轴承的动态性能产生重要影响。以6207型深沟球轴承为研究对象,考虑了保持架的柔性变形,在Ansys/Ls-Dyna软件中建立深沟球轴承显式动力学分析模型,分析了不同角加速度加速工况及不同转速波动工况对保持架稳定性和接触特性的影响。研究结果表明,角加速度增大会导致保持架速度波动变大和稳定性降低;相比于稳定工况,转速波动工况下钢球与保持架接触力以及保持架不稳定性明显增加,转速波动工况对保持架稳定性影响由大到小依次为:矩形波动、三角波动、简谐波动、稳定工况。

关键词：深沟球轴承动力学变工况保持架稳定性

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IGBT模块V-I特性曲线簇建模及其结温提取应用

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电气工程学报 2024年第3期19卷 14-22页

作者：刘红涛王颢棋张晓康任林涛罗雨汪飞上海大学机电工程与自动化学院上海200444

绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)以其高效率、大容量和低成本等特点在新能源发电及储能、高压直流输电、电力牵引和电气化交通等领域应用非常广泛。然而一旦IGBT模块发生故障,将打破相关装置和设备的正常... 详细信息

绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)以其高效率、大容量和低成本等特点在新能源发电及储能、高压直流输电、电力牵引和电气化交通等领域应用非常广泛。然而一旦IGBT模块发生故障,将打破相关装置和设备的正常运行状态,引发一系列连锁事故,造成人员伤害和严重的经济损失。根据一项调查统计结果,光伏电站大约34%的可靠性问题是由IGBT模块故障所引发的,因此,IGBT模块可靠性问题愈发受到关注。相关研究成果表明,IGBT模块的结温与模块可靠性问题之间存在密切的关系,如何能够快速准确地获取当前IGBT模块的实时结温是IGBT模块可靠性研究的关键。通过对IGBT模块的V-I输出特性曲线进行深入分析和研究,提出一种表征IGBT模块导通压降、结温和集电极电流关系的建模方法。利用该方法建立的表征模型可以方便快捷地提取IGBT模块结温,并通过试验验证了基于该建模方法的IGBT模块结温提取策略的有效性。除此之外,该建模方法考虑到了模块键合线老化的影响,并给出了相应的模型校正方法和结温提取策略。

关键词： IGBT模块 V-I特性建模结温

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用于夜间撒布地雷探测的可见光偏振图像融合

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光学精密工程 2024年第15期32卷 2439-2453页

作者：沈康宇崔博伦吕其峰王驰上海大学机电工程与自动化学院上海200444 北京空间机电研究所北京100094

为了克服在夜间光线微弱情况下,撒布地雷目标与周边地面背景的光谱强度差异较弱的难题,研究一种端到端的无监督可见光偏振图像融合增强算法。融合图像利用撒布地雷的偏振特性在夜间增强地雷目标的同时,尽可能地保留场景的细节纹理信息... 详细信息

为了克服在夜间光线微弱情况下,撒布地雷目标与周边地面背景的光谱强度差异较弱的难题,研究一种端到端的无监督可见光偏振图像融合增强算法。融合图像利用撒布地雷的偏振特性在夜间增强地雷目标的同时,尽可能地保留场景的细节纹理信息。融合算法网络由特征提取模块、特征融合模块和图像重构模块构成。在特征融合方面,引入混合注意力机制以加强网络对特征张量中显著信息的提取能力。并通过设计基于像素内容分布的损失函数,引导融合图像保留更多源图像中显著像素区域特征,实现网络的端到端输出。针对夜间撒布地雷数据集,同7种主流图像融合方法进行主客观评价,并在SSIM,VIF等8项评价指标中表现为同类最优,YOLOv5模型中经融合增强的图像在地雷检测任务中表现要优于强度图像(mAP@0.5领先8%,mAP@0.5:0.95领先11%)。本模型具备先进性,并对后续地雷目标检测任务有积极影响。

关键词：图像融合撒布地雷偏振特性可见光低照度

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考虑参数权重与分层映射的光伏组件健康程度检测

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电工技术学报 2024年第15期39卷 4856-4867页

作者：吴春华易苑李智华汪飞上海市电站自动化技术重点实验室(上海大学电气工程系) 上海200444

光伏系统的健康程度检测对预防故障及保障系统安全运行至关重要。选取光伏组件的光生电流、串联电阻和并联电阻为其健康参数,该文提出了一种考虑健康参数权重与辐照度分层映射的光伏组件健康程度检测方法,来提高健康程度检测的精度与适... 详细信息

光伏系统的健康程度检测对预防故障及保障系统安全运行至关重要。选取光伏组件的光生电流、串联电阻和并联电阻为其健康参数,该文提出了一种考虑健康参数权重与辐照度分层映射的光伏组件健康程度检测方法,来提高健康程度检测的精度与适用范围。首先依据光伏组件I-V曲线,通过蝠鲼觅食优化(MRFO)算法进行参数辨识;其次根据辐照度高低将辨识结果分层映射至两种辐照度参考状态,提高低辐照状态下的映射精度;然后根据组件预期寿命内允许的功率衰减情况建立光伏组件自然衰减模型,估算参数预期值作为参考,再结合实际的参数提取结果计算参数劣化度;最后使用熵权法确定参数权重,计算表征光伏组件健康程度的健康指数。仿真与实验结果表明,该方法可对任何环境参数下的光伏组件健康程度进行有效检测。

关键词：光伏组件健康参数辨识分层映射自然衰减模型健康参数权重

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基于博弈竞价的区域综合能源系统运营弹性增强策略

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控制理论与应用 2024年第7期41卷 1216-1224页

作者：陈翼邹媛媛李少远上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系上海200240

能源系统故障可能导致巨大的经济损失,因此,提升能源系统的运营弹性具有重要意义.为了提高区域综合能源系统在市场机制下的弹性,本文提出了一种基于博弈的能源竞标策略.首先,建立了区域综合能源系统模型,其中包括能源控制中心、能源枢... 详细信息

能源系统故障可能导致巨大的经济损失,因此,提升能源系统的运营弹性具有重要意义.为了提高区域综合能源系统在市场机制下的弹性,本文提出了一种基于博弈的能源竞标策略.首先,建立了区域综合能源系统模型,其中包括能源控制中心、能源枢纽、储能系统和用户聚合商.为了在市场环境下通过价格引导弹性增强,构建了基于Stackelberg博弈的能源竞标框架,通过调整能源零售价格和需求响应激励价格等策略,以减小能源缺口并降低价格波动.考虑到参与者间的隐私保护,设计了双层迭代定价算法.最后,通过仿真算例说明了所提策略在保证供需平衡的同时有效抑制价格波动,从而降低经济损失.

关键词：区域综合能源系统弹性增强 Stackelberg博弈

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基于Hessian局部线性嵌入和MLP-Mixer的液体火箭发动机涡轮泵轻量化故障诊断框架

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振动与冲击 2024年第2期43卷 156-165页

作者：窦唯赵东方张宏利刘树林北京航天动力研究所北京100076 上海大学机电工程与自动化学院上海200044

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法... 详细信息

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法利用Hessian局部线性嵌入算法对信号时域、频域及时频特征进行降维,并引入一种轻量化的深度学习模型MLP-Mixer作为分类器,进而实现不同故障状态的辨识。采用某型号涡轮泵试车数据验证了所提方法的有效性,结果表明,该方法能够在保障诊断精度的同时有效降低计算复杂度,提高诊断效率。

关键词：液体火箭发动机涡轮泵故障诊断 Hessian局部线性嵌入 MLP-Mixer

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