基于等价输入干扰方法的再热汽温预测控制

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作者 陈刚 华山 +2 位作者 倪向红 杜友武 孙立 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期275-281,共7页

针对再热汽温控制系统存在大惯性、大时滞和易受扰的问题,提出一种基于等价输入干扰(Equivalent Input Disturbance,EID)估计与补偿的预测控制方法,以提高系统控制的精度。构建状态观测器和EID估计器,估计扰动在控制输入端的一个等价量... 针对再热汽温控制系统存在大惯性、大时滞和易受扰的问题,提出一种基于等价输入干扰(Equivalent Input Disturbance,EID)估计与补偿的预测控制方法,以提高系统控制的精度。构建状态观测器和EID估计器,估计扰动在控制输入端的一个等价量。由于系统时滞产生相位差,导致无法利用扰动估计值进行实时补偿,根据泰勒级数原理,设计扰动预测器,计算扰动预测值,利用该预测值在输入端对扰动进行反向补偿。基于被控对象模型,提出一种新型状态预测方法,利用预测值设计反馈控制规律。基于分离原理将控制系统分解为扰动抑制和跟踪控制2个子系统,得出系统稳定性条件和参数设计步骤。仿真结果表明:所提方法可获得满意的控制精度和抗干扰性能。 展开更多

关键词 控制理论 再热汽温 预测控制 等价输入干扰 扰动抑制 时滞

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基于样本自适应条件对抗网络的齿轮箱跨域故障诊断研究

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作者 赵敏 范永胜 +1 位作者 邓艾东 邓敏强 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期166-171,共6页

基于对抗训练的深度领域适应在旋转部件跨域故障诊断中应用效果良好。然而,现有研究主要致力于降低边缘分布差异而忽略对类别分布信息的挖掘,导致其在复杂场景下诊断准确性不足。针对该问题,提出一种样本自适应条件对抗网络,通过分解抽... 基于对抗训练的深度领域适应在旋转部件跨域故障诊断中应用效果良好。然而,现有研究主要致力于降低边缘分布差异而忽略对类别分布信息的挖掘,导致其在复杂场景下诊断准确性不足。针对该问题,提出一种样本自适应条件对抗网络,通过分解抽象特征和评估样本置信度挖掘类别分布特征,增强对抗训练的域适配能力,从而有效提高跨域诊断性能。通过齿轮箱故障诊断实验验证所提方法在实际应用中的有效性和优越性。 展开更多

关键词 故障诊断 深度领域适应 对抗训练 条件对抗网络 齿轮箱

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计及电池寿命的储能系统参与二次调频功率分配策略

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作者 王圣 延寒 +4 位作者 李健 张雨萌 马浩 韩哲哲 许传龙 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期95-101,共7页

储能系统辅助火电机组二次调频具有响应速度快、跟踪精度高等优点,但功率分配不当会加速电池寿命衰减,导致运行成本增加,经济效益下降。如何制定合理的储能功率分配策略,在确保调频性能的同时延长电池寿命并提高经济效益,已成为亟待解... 储能系统辅助火电机组二次调频具有响应速度快、跟踪精度高等优点,但功率分配不当会加速电池寿命衰减,导致运行成本增加,经济效益下降。如何制定合理的储能功率分配策略,在确保调频性能的同时延长电池寿命并提高经济效益,已成为亟待解决的重要问题。首先基于二阶RC等效电路建立储能锂电池的数学模型,采用限定记忆最小二乘递推算法辨识模型参数;随后,在火储联合调频模型的基础上,对基于比例、差额和频率的3种功率分配策略进行了仿真分析;最后,根据江苏某660 MW火电机组的实际运行数据,重点分析了不同策略对系统调频性能、电池寿命及经济性的影响。结果表明,比例分配策略的调频效果最差,且会加速电池寿命衰减;差额分配策略在调频性能上表现优异,但对电池寿命的改善有限;频率分配策略能够有效降低电池更换频率,可提高整体经济效益。总体而言,频率分配策略不仅可提高系统的调频能力,还能最大限度延长电池寿命并优化经济效益,在储能系统辅助火电机组二次调频中具有显著的应用优势。 展开更多

关键词 储能系统 二次调频 功率分配 电池寿命 火电机组 运行优化

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基于注意力机制与残差胶囊网络的滚动轴承故障诊断

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作者 张宇剑 邓艾东 +3 位作者 汤清清 孔云飞 卞文彬 王敏 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1923-1934,共12页

针对传统深度神经网络在风电机组滚动轴承变工况运行条件下特征学习能力不足、诊断效果不佳的问题,提出了一种通道注意力机制(Channel Attention,CA)与残差胶囊网络(Capsule Residual Network,CPRN)组合的故障诊断模型CA-CRPN,以实现变... 针对传统深度神经网络在风电机组滚动轴承变工况运行条件下特征学习能力不足、诊断效果不佳的问题,提出了一种通道注意力机制(Channel Attention,CA)与残差胶囊网络(Capsule Residual Network,CPRN)组合的故障诊断模型CA-CRPN,以实现变工况下滚动轴承故障的高性能诊断。首先,对振动信号进行连续小波变换生成对应的时频图,经矩阵化重构后作为训练样本,经过通道注意力模块为不同特征分配权重,削弱冗余特征对识别结果的影响,然后输入由卷积层、残差块和胶囊层堆叠搭建的CPRN中,并采取权值共享的仿射变换矩阵替换全连接胶囊层以减少参数量、提高训练速度,最终输出诊断结果。分别用CWRU轴承数据集与实验台模拟数据进行实验。结果表明:CA-CPRN模型在变工况下的平均诊断准确率分别达到97.63%和98.23%,相比其他模型具有更好的泛化能力;在噪声情况下,2个数据集上的诊断准确率均优于其他模型,平均准确率分别达到99.09%和96.32%,证明了模型在抗噪方面的优越性。 展开更多

关键词 滚动轴承 连续小波变换 通道注意力机制 残差胶囊网络 变工况 故障诊断

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基于对比学习辅助训练的超短期风功率预测方法 被引量：4

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作者 王颖 朱南阳 +2 位作者 谢浩川 李健 张凯锋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期89-97,共9页

利用深度学习方法提高风功率超短期预测精度能够给电力系统日内机组组合、超短期经济调度、和电力备用安排提供更精确的风功率预测结果,对进一步提高电力系统运行的安全性和经济性具有重要意义。本文针对当前深度学习特征提取模块对时... 利用深度学习方法提高风功率超短期预测精度能够给电力系统日内机组组合、超短期经济调度、和电力备用安排提供更精确的风功率预测结果,对进一步提高电力系统运行的安全性和经济性具有重要意义。本文针对当前深度学习特征提取模块对时序曲线中的隐式特征和趋势变化的相似性提取不充分的问题,提出一种基于对比学习辅助训练的超短期风功率预测模型,主要包括输入模块、特征提取模块、对比学习辅助模块和回归模块。该模型通过自监督的对比学习算法自主生成正负样本、并以拉开正负样本的映射空间距离为目标来辅助训练特征提取模块的网络参数,使得特征提取模块的映射结果中包含了输入信息相似性的隐式特征,进而减少数据冗余信息、增强样本关联性,最终提高风功率预测精度。实验结果表明,对比学习方法的平均绝对误差比长短期记忆网络和轻量梯度提升机方法分别下降了19.9%和6.5%,有效提高了风功率预测精度。 展开更多

关键词 风功率预测 对比学习 深度学习 自监督学习 特征提取

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航空涡轮叶片表面红外温度测量 被引量：5

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作者 张天宇 吴嘉雯 +3 位作者 方弘毅 张彪 贺振宗 许传龙 《节能技术》 CAS 2023年第3期195-202,223,共9页

本文针对航空发动机涡轮叶片红外辐射测温方法中因受干扰因素多而导致的测温精度难以保证的问题,通过对曲面表面的发射率、双向反射分布函数、角系数等参数的测量,提出了一种用于三维弯曲表面的测温修正方法。通过实验室实验,并与典型... 本文针对航空发动机涡轮叶片红外辐射测温方法中因受干扰因素多而导致的测温精度难以保证的问题,通过对曲面表面的发射率、双向反射分布函数、角系数等参数的测量,提出了一种用于三维弯曲表面的测温修正方法。通过实验室实验,并与典型位置上热电偶测温结果对比,测量修正后温度的误差稳定在1%以内,验证了本文所提修正方法的可行性,为涡轮叶片气动传热试验技术的提升和我国航空发动机等重大装备的研制提供支撑。 展开更多

关键词 航空发动机 辐射测温 测量 发射率 涡轮叶片

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复杂背景下三维弯曲表面红外测温修正 被引量：2

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作者 张天宇 吴嘉雯 +2 位作者 方弘毅 张彪 许传龙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期184-192,共9页

航空发动机涡轮叶片的断裂脱落与叶片温度密切相关,准确测量涡轮叶片温度对航空发动机的安全运行具有重要意义。针对涡轮叶片材料发射率不均匀、周围高温物体反射严重以及探测角度变化等因素导致传统红外辐射测温方法精度难以保证的问题... 航空发动机涡轮叶片的断裂脱落与叶片温度密切相关,准确测量涡轮叶片温度对航空发动机的安全运行具有重要意义。针对涡轮叶片材料发射率不均匀、周围高温物体反射严重以及探测角度变化等因素导致传统红外辐射测温方法精度难以保证的问题,基于辐射传输理论与红外热成像测温原理,分析了对红外测温结果影响的主要因素,提出了复杂背景下三维弯曲表面红外辐射测温的修正模型。通过设计实验测量获得弯曲表面的发射率、双向反射分布函数、角系数等重要参数,根据提出的温度修正模型,得到弯曲表面红外修正温度。通过与典型位置上热电偶的测温结果对比,测温误差由修正前的4%左右下降到1%以内,证明了所提的修正模型具有较高的精度和适应性,可为涡轮叶片气动传热试验技术的提升和航空发动机等重大装备的研制提供支撑。 展开更多

关键词 传热 热传导 航空发动机 辐射测温

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基于SHSVD-AS的风电齿轮箱故障诊断 被引量：2

8

作者 凌峰 杨宏强 +3 位作者 邓艾东 王鹏程 董路楠 卞文彬 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期477-483,共7页

针对传统的硬阈值奇异值分解降噪法(HSVD)阈值选取主观性较强、自适应性较弱、易丢失信号特征的问题,首先提出一种自适应的硬阈值选取算法;其次,利用一种非等量最优权值收缩的软阈值奇异值分解降噪(SSVD)方法,并结合HSVD,形成一种混合... 针对传统的硬阈值奇异值分解降噪法(HSVD)阈值选取主观性较强、自适应性较弱、易丢失信号特征的问题,首先提出一种自适应的硬阈值选取算法;其次,利用一种非等量最优权值收缩的软阈值奇异值分解降噪(SSVD)方法,并结合HSVD,形成一种混合阈值的奇异值分解(SHSVD)降噪方法;最后再结合所提出的一种幅值抑制(AS)算法用于突出信号的故障冲击特征SHSVD-AS。利用该方法对风电传动系统齿轮箱故障信号进行分析,仿真、实测信号的结果均表明,在强噪声环境下,相较于传统的HSVD、VMD-HSVD方法,SHSVD-AS在风电齿轮故障诊断上性能较好。 展开更多

关键词 风电机组 故障诊断 奇异值分解 齿轮箱 硬阈值 软阈值 幅值抑制

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基于特征融合与TCNDC的滚动轴承退化趋势预测 被引量：1

9

作者 袁电洪 张顺 +2 位作者 刘洋 徐硕 邓艾东 《工业控制计算机》 2022年第8期81-83,共3页

针对滚动轴承退化趋势指标对退化状态变化不敏感及退化趋势预测精度差的问题,提出了一种基于特征融合和TCNDC的退化趋势预测方法:首先以主成分分析融合振动信号多维特征后的向量作为退化趋势指标(Degradation Trend Index,DTI),有效表... 针对滚动轴承退化趋势指标对退化状态变化不敏感及退化趋势预测精度差的问题,提出了一种基于特征融合和TCNDC的退化趋势预测方法:首先以主成分分析融合振动信号多维特征后的向量作为退化趋势指标(Degradation Trend Index,DTI),有效表征滚动轴承退化状态;然后,以一段时间的DTI作为输入数据,通过时间卷积网络提取时序数据的多维特征,通过动态卷积实现特征权重分配,使模型的表达能力大大增强,输出未来一段时间的DTI,实现滚动轴承退化趋势预测。实验证明,动态卷积提升了退化趋势预测模型特征提取能力,且模型准确率高、鲁棒性好。 展开更多

关键词 滚动轴承 退化趋势预测 时间卷积网络 动态卷积

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负荷对煤电锅炉NO_(x)、CO生成的影响分析

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作者 郭骁 尹军 +3 位作者 吴超 尚碧沉 张韵琴 赵伶玲 《电力设备管理》 2022年第21期122-123,共2页

以某600MW超临界对冲锅炉为研究对象,应用数值模拟和现场实验相结合的方法,对不同负荷下温度场以及省煤器出口处NO_(x)、CO浓度和分布均匀性进行了研究。

关键词 电站锅炉 数值模拟 NO_(x)浓度 CO生成 负荷调整

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基于GraphSage和自注意力机制的滚动轴承半监督故障诊断方法

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作者 朱威 马小明 +3 位作者 张纲 周忠志 薛原 邓艾东 《信息化研究》 2023年第4期48-54,共7页

针对实际工程应用中标签数据有限、信息特征挖掘不足的问题,本文提出一种融合自注意力机制的改进GraphSage半监督故障诊断方法。首先通过K最邻近(KNN)分类算法图将一维信号转换为具有特定拓扑结构的图数据,充分利用现有的数据信息;其次... 针对实际工程应用中标签数据有限、信息特征挖掘不足的问题,本文提出一种融合自注意力机制的改进GraphSage半监督故障诊断方法。首先通过K最邻近(KNN)分类算法图将一维信号转换为具有特定拓扑结构的图数据,充分利用现有的数据信息;其次,通过图采样与聚合方法对节点及其邻居的信息进行聚合,并通过自注意力机制强化故障特征;最后,通过多层聚合和变换,实现滚动轴承的故障诊断。实验表明,该方法在极限低标签率的场景下,仍能取得较高的诊断准确率,且其鲁棒性好、普适性强。 展开更多

关键词 故障诊断 GraphSage 自注意力机制 低标签率

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基于深度残差神经网络的光场粒子图像测速粒子场重建方法 被引量：2

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作者 傅梦希 朱效宇 +1 位作者 张良 许传龙 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第16期144-154,共11页

提出一种基于粒子重构卷积神经网络(PRCNN)模型的快速、高分辨率粒子场重建方法。首先,对原始光场图像进行子孔径图像提取,构建粒子三维分布-光场子孔径图像数据集;然后,建立网络模型,采用自定义的损失函数进行训练获取预测模型。通过... 提出一种基于粒子重构卷积神经网络(PRCNN)模型的快速、高分辨率粒子场重建方法。首先,对原始光场图像进行子孔径图像提取,构建粒子三维分布-光场子孔径图像数据集;然后,建立网络模型,采用自定义的损失函数进行训练获取预测模型。通过粒子场数值重建以及圆柱绕流三维流场测量实验对所提方法的重建准确性等进行评价。结果表明:相比于传统的联合代数重建技术(SART),PRCNN可以有效缓解重建拉伸效应,使粒子场重建质量因子提高了153.83%;基于GPU计算的PRCNN对单幅图像的重建时间仅为0.098 s,加速比达到3976.53;PRCNN与SART计算的速度场分布基本一致,在管道中心深度截面上,相对于平面粒子图像测速(PIV)测量结果,SART和PRCNN的平均相对误差分别为14.56%和12.92%。上述结果证明了PRCNN用于光场PIV技术中实现准确的三维流场测量的可行性。 展开更多

关键词 测量 光场成像 粒子图像测速 三维粒子场 卷积神经网络 三维重建

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基于背景导向纹影的火焰三维温度场重建 被引量：3

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作者 张彪 李智豪 +2 位作者 李健 许传龙 宋兆龙 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期158-161,共4页

火焰三维温度场测量对揭示燃烧反应机理和传热规律具有重要作用,背景导向纹影层析技术(BOST)可通过对非定常三维流动的折射率场重建进一步获取流场的密度、温度等参数。本文采用镜头等效光学系统模型代替针孔模型,并使用龙格库塔光线追... 火焰三维温度场测量对揭示燃烧反应机理和传热规律具有重要作用,背景导向纹影层析技术(BOST)可通过对非定常三维流动的折射率场重建进一步获取流场的密度、温度等参数。本文采用镜头等效光学系统模型代替针孔模型,并使用龙格库塔光线追迹方法对背景导向纹影的成像过程进行了更精确的模拟。讨论了基于光流方程的BOST模型中有效光线数和图像像素位移对测量区域设置和图像采样分辨率的影响规律。基于光流方程重建模型对旋流火焰的温度场进行了重建模拟,重建温度场较好地反映出旋流火焰的褶皱和涡旋等边缘区域的轮廓结构,对火焰边缘区域的重建效果优于中心区域。 展开更多

关键词 纹影法 层析技术 折射率 温度 三维重建

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基于多紫外相机的旋流火焰三维锋面层析重建 被引量：2

14

作者 倪浩伟 刘国炎 +3 位作者 周毅 张彪 柳伟杰 许传龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期143-156,共14页

旋流火焰锋面可表征火焰宏观结构和燃烧稳定性,其瞬态三维结构测量对旋流燃烧机理研究和旋流燃烧器优化设计具有重要意义。提出一种基于多紫外相机成像的测量方法,构建了基于多紫外相机阵列的化学发光层析成像(Computed Tomography of C... 旋流火焰锋面可表征火焰宏观结构和燃烧稳定性,其瞬态三维结构测量对旋流燃烧机理研究和旋流燃烧器优化设计具有重要意义。提出一种基于多紫外相机成像的测量方法,构建了基于多紫外相机阵列的化学发光层析成像(Computed Tomography of Chemiluminescence,CTC)系统,实现了低成本、高准确度的旋流火焰瞬态锋面化学发光信息获取;发展了基于预识别技术的联合代数重建算法(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique,SART),通过光线追踪识别零强度体素,从而减少计算量和重建伪影。开展了数值模拟研究,以验证重建算法的准确性和抗噪性。最后搭建了甲烷-空气预混旋流燃烧实验台,开展了基于多紫外相机的化学发光成像系统标定和低旋流火焰锋面特性实验研究。结果表明,旋流火焰锋面反投影重建精度达到0.97以上,同时计算量减小了59.6%;稳定燃烧工况下,低旋流火焰在喷嘴出口处扩张,锋面呈现涡旋状的碗形结构;随着当量比的增大,火焰推举高度略有上升,火焰体积逐渐增大,燃烧稳定性增强。 展开更多

关键词 紫外成像 旋流火焰 锋面结构 层析重建 化学发光

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预混旋流燃烧火焰三维折射率场重建

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作者 李智豪 张彪 +2 位作者 李健 许传龙 宋兆龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期149-159,共11页

旋流燃烧器的结构参数会对航空发动机燃烧室的燃烧过程产生影响,为了获取高分辨率的流场三维信息以分析旋流燃烧器对燃烧室燃烧性能的影响并提出优化策略,可通过背景导向纹影层析(BOST)技术实现复杂流动的三维折射率、密度和温度分布的... 旋流燃烧器的结构参数会对航空发动机燃烧室的燃烧过程产生影响,为了获取高分辨率的流场三维信息以分析旋流燃烧器对燃烧室燃烧性能的影响并提出优化策略,可通过背景导向纹影层析(BOST)技术实现复杂流动的三维折射率、密度和温度分布的瞬态重建。首先采用镜头等效光学系统和龙格-库塔光线追迹方法对光线偏折产生的畸变图像进行模拟,在此基础上采用光流方程重建模型对规则和复杂对象的折射率场进行了重建模拟,分析了图像偏移大小的影响因素,计算了测量体、焦距等设置参数对重建误差的影响,提出了背景导向纹影的优化测量设置方法。模拟结果显示采用优化设置参数后重建折射率场较好地展示了湍流旋流火焰的旋进射流、褶皱和涡旋等流场复杂结构。 展开更多

关键词 航空发动机 旋流燃烧器 三维重建 背景导向纹影层析技术 折射率

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