基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法研究

动车组变压器是保障高速铁路稳定运行的核心设备,频率响应法是目前检测变压器绕组状态的有效方法。为提升车载变压器绕组状态诊断的准确性,结合暂态信号与频率响应法提出基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法。搭建试验车载变压器绕组故障模拟平台,获取不同故障类型和故障位置的频响曲线,利用类Gram矩阵结合幅频和相频曲线信息,再利用密度分层法转换为伪彩色图,提取对应的灰度共生矩阵和灰度差分矩阵特征值,根据鹈鹕优化支持向量机方法对绕组故障进行诊断。试验结果表明:车载变压器绕组故障发生时,伪彩色图能够反映出故障信息,有利于图像分析和特征提取,采用基于频率响应与图像特征提取的动车组变压器绕组状态诊断方法能够识别车载变压器绕组的典型故障类型和位置。

基于PT-PFM激励阻抗谱数字重构的电缆故障诊断定位

由于传统频谱测试仪器增益带宽积有限,高频区间内输出电压过低,在针对长距离电缆测试时信号衰减较为严重,导致阻抗谱在高频区间内存在一定失真问题。该文提出一种基于伪梯形波激励阻抗谱数字重构算法的电缆故障诊断定位算法。分析不同故障类型下电力电缆的局部故障阻抗对电缆输入阻抗谱的影响规律、首端激励电压信号的衰减特性和不同电压幅值的功率传输特性。设计一种基于Si C高速逆变器的大容量伪梯形励磁系统,用于测量最高频率7 MHz的阻抗谱信息,利用阻抗谱数字重构方法实现0.1 Hz~60 MHz宽频区间的全覆盖。与传统的低压正弦激励相比,采用该时空转换函数的定位结果具有更小的区间振荡和更快的收敛速度。缺陷定位精度提高了80%,验证了该方法的有效性和准确性。

半监督TS网络模型在齿轮故障诊断中的应用

为解决在工业大数据条件下,有标签样本少导致机械故障诊断准确率低的问题,提出了一种半监督神经网络模型。该方法采用协同训练的方式,从时域和频域两个维度训练教师网络(T),将无标签数据转化为高质量的伪标签数据。再利用转化后的伪标签数据训练学生网络(S),通过对数据进行评判和计分,避免网络过拟合。最后通过得分函数,对伪标签数据进行阶梯筛选成为有标签数据。齿轮故障诊断结果表明:TS网络在仅有少量有标签数据的情况下,故障分类准确率达90.31%,与其他半监督方法相比,准确率高出15%~20%。在信噪比(SNR)为5、0、-5的条件下,模型可以达到86.81%、78.00%、52.78%的诊断准确率。

SSD联合邻域伪标签的无源域旋转机械迁移诊断研究

针对迁移诊断中存在的源域和目标域分布差异导致的负迁移以及过分依赖源域样本带来的数据隐私问题,提出一种利用邻域信息优化伪标签监督训练的无源域自适应(source-free domain adaptation,SFDA)迁移诊断方法以实现在无源域样本情况下的迁移诊断。首先,通过奇异谱分解(singular spectrum decomposition,SSD)方法对数据进行降噪处理,使得样本具有更丰富的故障信息,然后,基于一维卷积神经网络构建特征提取器以提取域不变特征;其次,采用对比学习框架拉近同一类样本特征,利用聚合邻域信息精炼后的伪标签进行自监督学习;最后,基于智能诊断模型完成跨设备变工况下滚动轴承健康状态的识别。通过两个滚动轴承数据集间的跨设备迁移诊断验证所提方法的有效性。试验结果表明:所提方法能够充分挖掘不同设备间故障特征信息,提高无源无监督跨域条件下的迁移诊断精度。

面向业务异常数据的伪标签半监督故障诊断方法

针对运维故障诊断任务中所面临的数据量庞大、标注成本高昂以及样本类别分布不均衡等挑战,提出了一种面向业务异常数据的伪标签半监督学习方法。首先,该方法对伪标签数据进行了数据增强,并引入了伪标签损失函数来迭代优化模型。此外,设计了一种自适应非平衡网络,引入了自适应损失函数,以缩小样本之间的非平衡差距,从而提高模型的泛化能力。最后,通过运用基于分布对齐的策略,构建了一个选择性的伪标签自训练框架,有效减轻了模型在迭代训练过程中可能出现的预测偏移问题。实验结果显示,在真实的磁盘数据集上,相较于传统的基线半监督学习算法,本方法在故障诊断方面取得了显著的性能提升。

满足电压暂降与故障位置均可观的监测装置二阶段配置

为获得系统内暂降水平和暂降原因等信息,以暂降可观测区域法和故障定位法为基础,提出一种满足全网电压暂降和导致暂降的故障位置均可观的监测装置二阶段配置法。基于暂降可观测区域法,确定第1阶段的配置方案,实现全网电压暂降可观。基于故障定位法,引入虚拟监测的概念,以短路计算和对称分量法确定的不同故障类型引起的母线三相电压幅值和相位信息,确定导致被监测暂降事件的故障位置,建立全网故障定位矩阵;通过在剩余母线中逐步增加监测装置,消除所有伪故障点,确定第2阶段的配置方案,实现全网故障位置可观。对IEEE-30节点系统进行仿真,验证了方法的正确性和适用性。

走滑断层位错作用下城市地铁隧道损伤分析

为了能够较快速、较准确地估计出穿越活断层城市地铁隧道的抗震薄弱部位,基于拟静力弹塑性有限元方法,以北京地铁7号线工程的区间隧道作为研究对象,采用数值模拟的方法研究了在走滑断层位错作用下地铁隧道的非线性反应。通过在数值计算模型中嵌入合理的损伤塑性本构模型,利用损伤指标研究了走滑断层下衬砌结构的破坏形式,重点分析了结构损伤的开始部位、发展过程以及最终的损伤程度,并建立了能够估计结构损伤范围及破坏最严重位置的统计关系式。结果表明,在走滑断层作用下衬砌结构出现损伤的区域主要发生在活断层附近一定范围内,拱腰部位的损伤最为严重;增加基岩上覆土层厚度能够减轻衬砌结构的破坏程度,当基岩上覆土层厚度大于等于临界覆盖土层厚度时可以不考虑走滑断层断裂对于浅埋隧道的影响。衬砌结构损伤区域长度与震级的大小和土层厚度有关,损伤最严重的位置随土层厚度的变化而改变。研究成果为穿越活断层地铁隧道的抗震设计和安全性评价提供了参考依据。

正断层位错作用下城市地铁隧道损伤分析

目的研究正断层位错作用下城市地铁隧道的抗震薄弱部位,为地铁隧道工程的抗震设计及地震安全性评价工作提供依据.方法采用拟静力弹塑性有限元方法,以北京地铁7号线工程的区间隧道作为研究对象,分析在正断层位错作用下地铁隧道的损伤破坏机理.结果通过大量的计算分析建立了临界覆盖土层厚度(H_(临界))与断层位错量(D_V、D_H)之间的关系式:H_(临界)=52.605D_V+144.117D_H-30.789,回归拟合了能够估计衬砌结构在正断层位错作用下抗震薄弱部位的关系式:L_(损伤)=0.345H+15.545D_V-5.212D_H+42.023(L损伤为损伤区域长度).结论在正断层位错作用下,衬砌结构出现损伤的区域主要发生在活断层附近一定范围,拱顶部位损伤最为严重.增加基岩上覆土层厚度能够减轻衬砌结构的震害程度,当土层厚度不小于临界覆盖土层厚度时,正断层错动对于埋地隧道不会产生影响.正断层作用下竖向张拉力对隧道结构的损伤范围影响较大,在土层厚度相同的情况下,衬砌结构出现损伤区域的最终长度随着断层倾角的增大逐渐增大.

走滑断层位移作用下山岭隧道非线性反应分析

为了研究穿越断层的山岭隧道结构在走滑断层位错作用下的反应,基于有限元和拟静力的基本原理,建立了隧道围岩的相互作用模型,提出了一种以围岩沿断层位错为输入荷载的跨断层隧道衬砌的反应分析方法。利用有限元分析软件ANSYS的位移荷载功能,使该反应分析方法得以实现。分析过程中以上盘为主动盘,通过给上盘施加强制位移来描述围岩的错动,采用荷载步为100步的逐步加载的方式来描述围岩错动的过程。对比研究了走滑断层工况下,加载断层位错由小到大的过程中,隧道衬砌各部分的应力反应状态。结果表明:当断层位错在20cm以下时,隧道衬砌各部分均处于安全状态;随着错动量的增大,衬砌不同部分的破坏顺序为:边墙先产生破坏,然后顶板产生破坏,最后破坏延伸至底板。

内蒙古亚干变质核杂岩与伸展拆离断层

本文阐明了内蒙古亚干变质核杂岩的构造组成与特征,特别是拆离断层本身及下盘中的各种伸展构造,对变质核杂岩的年龄也进行了较详细的讨论。亚干变质核杂岩(侏罗纪)与科迪勒拉的变质核杂岩(第三纪)的特征基本相似。其基本构造要素:(1)下盘为糜棱状片麻岩;(2)绿泥石化角砾岩;(3)假熔岩和燧石状碎裂岩或微角砾岩;(4)未变质或轻微变质的上盘岩石和邻近拆离断层的一层断层泥或未粘结的断层角砾。但与科迪勒拉区不同的是,亚干变质核杂岩的下盘,有许多不同样式的伸展断层,从韧性低角正断层,经脆韧性断层到脆性高角正断层。

伪魏格纳分布和连续小波变换在变速箱故障诊断中的应用

将伪魏格纳分布和连续小波变换理论应用于汽车变速箱故障诊断 ,给出了变速箱故障振动信号的基本模型 ,并进行了变速箱故障的实例分析 ,结果表明 ,伪魏格纳分布和连续小波变换与传统的谱分析相比 ,不仅能形象、直观地反映变速箱故障信息 。

片上网络互联的划分测试

在伪穷举测试的基础上,提出了一种片上网络互联的划分测试。将片上的资源(主要是路由器和通道)按一定的方法划分为4个区,然后采用伪穷举测试的方法分别对每个分区进行测试。实验证明,随着芯片规模的增大,本方法比伪穷举测试减少了测试时间和测试包数,降低了测试功耗,缩小了片上报错的范围。另外,本文还在划分测试的基础上提出了一种错误定位的方法,可以将出错的路由器或通道定位到出错分区的具体位置。

奇异值分解技术在齿轮箱故障诊断中的应用

首先利用伪相图确定齿轮箱振动信号的基本周期 ,并在此基础上对原始信号进行时域平均降噪处理。然后应用奇异值分解技术提取各齿轮轴的振动信号分量 ,再对此振动信号分量作进一步的时、频域分析 ,给出了描述齿轮轴振动信号分量变化的定量指标。最后结合实例说明这种方法对诊断齿轮箱故障是比较有效的。

断层相关褶皱的三维构造几何学分析：以川西三维地震工区为例

现有的断层相关褶皱理论均基于平衡剖面原理而建立的二维几何学模型。所谓的假三维模型则是通过一系列的二维剖面复合而成的,真正意义上的三维断层相关褶皱理论尚未确立,仍然处于探索阶段。本文采用Trishear4.0和GoCad软件,分别构建一系列不同位移量的断层转折褶皱和三剪断层传播褶皱的二维正演剖面,将这些正演剖面按照一定的线性位移梯度平行排列,从而建立起断层转折褶皱和三剪断层传播褶皱的假三维理论模型并加以分析和讨论。进而选取川西南盆地中三维地震勘探所覆盖的邛西断层转折褶皱和盐井沟断层传播褶皱,作为真三维实际解释模型的两个实例。研究表明,邛西背斜是一个典型的剪切断层转折褶皱,盐井沟背斜是一个典型的三剪断层传播褶皱;断层相关褶皱的假三维理论模型与实际解释模型的对比分析,可以看出沿背斜走向的位移梯度是控制三维构造几何学特征的基本因素,然而自然界断层面几何学的复杂多变以及岩层力学性质的各向异性,是造成断层相关褶皱真三维理论模型难以建立的主要原因。

基于伪相图的大机组非线性故障诊断技术

论述了通过延时嵌入相空间重构方法获取伪相图技术 ,将该技术用于大机组非线性故障的定性特征提取 ,并选取了故障实例进行分析 .采用基于奇异值分解的相空间重构方法 ,解决了把吸引子投影到哪些基构成的平面上方能充分反映原系统特性的问题 .研究结果表明 :伪相图在一定程度上与转子的轴心轨迹类似 ;同时 ,由于伪相图可通过一维时间序列得到 ,而且伪相图的构造过程包含了降噪过程 ,因此 。

通过活断层区地铁隧道损伤分析

为了深入研究通过活断层区地铁隧道的损伤破坏机理,发现其抗震薄弱部位,采用理论分析、数值模拟和统计回归等方法对逆断层位错作用下隧道衬砌结构的损伤发展变化情况进行了分析,并对减轻隧道震害的影响因素进行了研究。结果表明:建立的地基土-隧道体系整体有限元模型能够很好地模拟逆断层的错动效果;在逆断层位错作用下,衬砌结构的拱顶部位损伤最为严重,结构的损伤程度随着位错量的增加而增大,损伤区域主要集中在活断层附近;在相同逆断层位错作用下,随着覆盖土层厚度的增加,衬砌结构的破坏程度有所减轻;给出的适用于北京地区的衬砌结构抗震薄弱部位估计公式为通过活断层区地铁隧道的抗震设计提供了参考依据;适当增加衬砌厚度可以减轻隧道结构的震害,埋置于较软土质中的隧道结构能够更好地抵抗逆断层位错作用。

基于阶次跟踪与伪魏格纳分布的齿轮故障诊断

提出了一种研究旋转机械瞬态信号的分析方法。对齿轮箱加速时测得的原始振动信号进行角域重采样,然后对角域里的信号进行伪魏格纳分布研究。结果显示:阶次跟踪技术能够有效避免传统频谱方法无法解决的"频率模糊"现象,伪魏格纳分布能够从三维的角度来描述齿轮的啮合情况,将两种方法相结合是对传统的频谱分析法的有力补充,具有广阔的应用前景。

基于伪谱法的翼伞系统归航轨迹容错设计

针对翼伞系统在归航过程中,控制电机工作异常致使控制性能发生变化,无法按原有规划轨迹到达目标点的问题,提出一种基于Gauss伪谱法的归航轨迹容错设计方法.首先根据翼伞系统控制特性的不同,分别建立了正常和单电机异常工作状态下的质点模型,并根据伞形参数确定了两种工作状态下的约束条件和目标函数;其次,利用Gauss伪谱法分别对两种工作状态下轨迹规划的最优控制问题求解,获得翼伞系统不同状态下的最优飞行轨迹.仿真结果表明,在约束情况下,翼伞系统无论在正常和单电机异常工作时都可以顺利到达目标点,获得高精度的飞行轨迹.

走滑断层地震地表断裂位错估计方法研究

为对一次地震中可能造成的地表断裂位错作出较准确的估计,采用拟静力弹塑性有限元方法,分别对覆盖土层为粉质黏土和黏土情况下,走滑断层引发的地震地表断裂进行了数值模拟分析。根据历史震害数据回归拟合的震级M与基岩位错D基岩的关系式以及数值计算结果,建立了震级M与地表位错D地表的关系式。公式中考虑了土层厚度H对地表位错D地表的影响,而不仅仅局限于根据震级M的大小通过统计公式来估算地表断裂位错D地表。结果表明,走滑断层引发的地震地表断裂位错不仅与震级的大小有关,还与土层厚度和土层性质有关;在相同震级作用下,随着土层厚度的增加,地表位错逐渐减小;在相同震级和相同土层厚度下,上覆土层为粉质黏土时产生的地表位错要大于上覆土层为黏土时产生的地表位错;根据拟合的公式估计出不同震级情况下可不考虑走滑断层影响的临界覆盖土层厚度值,有助于提高活动断裂地震危险性评估工作的可靠性。

架空线-高压电缆混合线路故障测距改进算法

为了提高架空线-高压电缆混合线路故障测距的精度,并解决测距的伪根问题,提出了一种混合线路的双端不同步数据故障测距改进算法。基于分布参数混合线路模型,分析了测距中伪根的产生原因,通过对二分搜寻法改进来避开伪根,通过改进算法测出故障位置,并将测距结果与自动重合闸技术配合,从而提高了电力系统的安全可靠性。Matlab仿真结果表明,该测距算法不受伪根、过渡电阻、故障类型和位置以及不同步采样角等条件的影响,能够快速、精确地实现故障测距。