基于响应曲线聚类的时间域电磁法地电结构类型划分研究

为了充分利用时间域电磁法正演响应曲线携带的特征信息实现地电结构类型快速预测,通过将曲线的分布特性和形态特性相结合构造了曲线距离,采用相关系数作为权重参数衡量曲线形态相似程度,实现了时间域电磁法正演响应曲线聚类。应用效果表明,依据该方法得到的聚类结果能实现正演响应样本的标签化,从而通过多分类任务神经网络完成地电结构的类型划分。

基于多相参处理间隔频响特征聚类的有源假目标鉴别方法

现有真-假目标智能识别算法大多基于监督学习,且在低信噪比条件下表现不好。针对上述问题,该文分别利用真、假目标在多个相参处理间隔(CPIs)内散射特性的时变性和唯一性,提出一种多相参处理间隔频响特征聚类的真、假目标无监督鉴别方法。首先,在快-慢时域中沿快时间维度对真、假目标进行加窗截断,提取快-慢时间域频率响应特征用于构建初步样本集;然后,通过Agglomerative聚类和特征融合网络组成的两步识别算法对真-假目标进行识别;最后,提出一种多相参处理间隔联合决策方法提升识别性能和可靠性。经仿真和实测数据检验,证明了所提方法可实现真实目标和多种有源假目标的有效分离。

基于实时可达域的高速飞行器分组队形优化

无动力高速飞行器作为欠驱动系统,在进行编队飞行队形优化时需系统地考虑其控制特点。借助“实时可达域”这一概念,在分析高速飞行器实际可到达区域的基础上,考虑集群成员数量变化以及实际集群包含多个任务小组的情况,提出一种适用于高速飞行器集群的分组动态队形优化方法。仿真结果表明提出的队形优化方法可对队形形状和参数进行一体化优化,可灵活适应多种飞行任务,同时也适用于集群成员数量发生变化的队形重构问题,具有重要应用价值。

煤矿电网的单相接地故障选线研究

为解决采用谐振接地系统的煤矿电网在发生单相接地故障后难以正确选择故障线路的问题,提出了一种基于故障后暂态信息和聚类分析的故障选线方法。首先计算故障后各线路暂态零序电流的12种时域特征和5种频域特征来得到故障特征向量,接着将各线路故障特征向量进行归一化处理并添加辅助向量,最后通过聚类分析筛选出故障线路。该方法实现简单,适用性强,可以正确识别母线故障。仿真分析结果验证了该方法的有效性。

基于灰色关联分析和聚类云模型的变压器油纸绝缘状态评估

电力变压器复合油纸绝缘状态的准确诊断对电力系统安全稳定运行以及设备自身运维具有重要指导意义。针对油纸绝缘介电响应少数特征量评估和未考虑系统随机性导致评估不准确的问题,提出基于灰色关联分析(grey relational analysis,GRA)与聚类云模型的评估方法。首先,基于回复电压法和扩展德拜模型提取5个相关特征量,建立油纸绝缘状态评估体系。然后,针对多特征量在反映绝缘状态的敏感性差异,采用组合赋权法综合GRA和改进层次分析法,避免了数据信息丢失,使权重分配更加合理。最后,利用云模型雾化特性反映数据随机性,全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性后构建了聚类云模型隶属度选择器。通过多台不同糠醛含量变压器实测数据进行验证表明,该评估方法不仅能够准确反映变压器实际绝缘状态,而且能体现其劣化趋势,为检修策略的制定提供参考依据。

基于聚类轨迹优化机制的大数据网络社区人工智能评估算法

为解决大数据部署过程中存在的一些不足,如难以迅速实现热点捕捉、聚类生存周期短、能耗较高等问题,提出了一种基于聚类轨迹优化机制的大数据网络社区人工智能评估算法.首先,算法针对网络聚类存在的社区性及热度性特点,基于矢量矩阵映射并采取信号抽样方式精确捕获节点对应的信号时域特征,以提高算法对网络节点热度的评估效果;随后,进一步采取积分映射方式按列重新排列信号空间的特征矢量,设计了基于特征矢量的网络热点显示方法,以增强算法对网络热点的捕获能力,进一步提升算法性能.仿真实验表明:与常用的多维检测评估算法邻域相似度评估算法相比,该算法具有聚合显影能力较强、评估失误率低等特点,具有很强的实际部署价值.

基于时频域聚类分析的冰箱故障声信号识别方法

针对复合声源下冰箱故障声信号的识别问题,提出一种基于时频域聚类分析的冰箱故障声信号识别方法,实现强噪声下故障声信号的识别。首先使用数据采集仪获取冰箱正常运行状态和故障状态的声信号对其进行分帧处理;然后对正常n帧声信号进行IEEMD分解,并计算各模态分量的全特征参数;接着用kmeans++算法对全特征参数进行聚类分析,获取表达信号的最优特征;最后以n帧最优特征作为聚类基准,进行故障信号(含噪)识别,完成强噪声下故障声信号的识别问题,为冰箱声振故障提供前处理数据支撑。

基于THz时域光谱技术的水果杀菌剂农药检测与鉴别

利用太赫兹时域光谱技术对3种水果样品及其与杀菌剂农药混合的样品分别进行THz光谱测试,获得它们在0.2~1.5 THz波段的THz时域数据,计算它们的折射率和吸收系数谱。提取其特征THz吸收光谱,分析水果与噻菌灵样品在不同农药含量条件下吸收系数的变化规律。结果表明：THz吸收谱中吸收峰的位置和幅值随样品种类和含量不同存在差别;为提高光谱的区分度,将3种水果样品的THz吸收光谱的一阶导数作为分类特征数据,用主成分方法（Principal Component Analysis,PCA）进行鉴别,样品类别鉴别正确率可达100%。

基于时空影响域的地震网络构造方法

针对地震系统表现出的时空复杂性,提出一种基于时空影响域的地震网络构造方法,根据震级的大小确定地震在时间和空间上的直接影响范围.实验结果表明,所提方法构造的地震网络在不同时间跨度下均表现出稳定的无标度特征,幂指数在1到2之间,节点的出入度呈现正相关性;网络的平均聚集系数在大地震来临之后迅速增大,然后随时间推移逐渐减小,最终恢复平稳;通过地震数据所构成的基于时空影响域的网络表现出一定的统计规律,可以帮助分析地震系统的内在联系.

基于CPU-GPU异构机群的FDTD并行算法加速研究

时域有限差分法(FDTD)求解电磁学中麦克斯韦方程组是科学与工程计算中一个非常重要的算法。通过对FDTD求解麦克斯韦旋度方程的直接时间域的分析,给出其基于多个GPU组成异构机群系统上的并行加速算法,用OpenCL、CUDA和MPI编程模型实现了并行程序。在目前的主流NVIDIA和ATI的GPU平台上,加速的并行FDTD程序相对CPU串行程序和8个CPU核的MPI并行程序,分别获得了超过8倍和1.5倍的加速,并在多个GPU卡上获得了接近线性加速的扩展性能。

基于改进k-均值聚类算法的风机振动分析

针对风机振动信号的非平稳和非线性特征,提出了一种基于时域信号分析和改进的k-均值聚类算法的故障识别方法。对离心式风机运行中产生的几种非稳态振动故障信号,提取其时域信号的峰峰值、Hurst指数和近似熵参数作为特征向量,采用改进的k-均值聚类算法作为故障分类器,设置转子不平衡、联轴器不对中、风机基座松动、转轴径向摩擦和轴承内圈损坏5种故障。对离心式风机试验的结果表明,3种时域特征能较好地反映各故障之间的差异,改进的k-均值聚类算法与原始的k-均值算法相比分类性能更好,稳定性更强,平均识别率达到88.67%。

基于太赫兹时域光谱技术的煤岩识别方法研究

煤岩识别一直是制约煤矿无人化开采的关键问题之一。传统的人工采煤因为工作环境极其复杂,很难精准地找到煤岩的分界面,容易造成欠切割或过切割现象。太赫兹光谱技术作为一种无损探测技术,能够反映出被测物体的物理和化学信息,可以成为研究煤岩识别的有效方法。采用太赫兹时域光谱技术与多元统计法-聚类分析(CA)和主成分分析(PCA)相结合的方法来识别不同种类的煤岩。通过透射式太赫兹光谱仪获得六种煤岩样品的太赫兹光谱,对其进行FFT等一系列数学计算可以得到各种样品的折射率、吸收系数以及介电常数。计算结果表明不同种类的煤岩在折射率、吸收系数上都存在差异。分析各类煤炭样品的折射率和吸收系数与样品的各组成成分含量之间的关系,可以发现碳含量是影响其样品折射率大小的因素之一,灰分含量是影响其样品吸收系数大小的因素之一。聚类分析中两类样品的欧氏距离与主成分分析中的第一主成分(PC1)得分都能反映煤岩样品之间的相似性和相异性,并且CA与PCA的结果保持一致。分别将各类样品在0.5~2.5 THz频率范围内的折射率、吸收系数与CA和PCA结合,组成太赫兹数据与煤岩之间的模型。分析表明:根据不同样品之间的相似性,两种模型中六种煤岩样品均被分为两类;在各种样品的吸收系数与CA-PCA组成的模型中,四种煤炭被聚集在一起,并且石英砂岩(GSR-4)具有很好的独特性:石英砂岩拥有最小的PC1得分值以及石英砂岩与第二类之间的欧氏距离最大,为219.03。由此可见采用太赫兹技术与多元统计方法结合,可以实现煤岩的准确识别,识别准确率可以达到100%。

利用太赫兹时域光谱定性鉴别不同品种的苜蓿的研究（英文）

这项研究是利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术结合多元统计方法,对14种外表看起来极其类似的不同苜蓿牧草品种进行鉴定识别的可行性研究。通过实验测试获得苜蓿牧草品种在0.1～1.5THz有效波段的吸收系数和折射率等光谱参数,并且测试光谱揭示不同种类的苜蓿牧草在时间延迟、吸收强度和折射率等物理参量的平均值上都有所不同。尽管以上提到的这些太赫兹特征差异意味着太赫兹时域光谱(THzTDS)鉴定识别牧草品种是可行的,但是,由于没有特征吸收峰作为指纹谱识别依据,因此,本文利用多元统计方法聚类分析(CA)和主成分分析(PCA)在光谱参数和不同品种的苜蓿草种之间建立模型用以进行辅助验证,通过CA方法计算得到牧草间的欧氏距离以及通过PCA方法获得牧草的任何两个样本的PC1分值显示CA和PCA之间存在着很好的一致性,说明CA和PCA两种多样统计方法均能反映牧草间的差异。因此,太赫兹时域光谱技术结合多元统计方法能够成为一种有效的快速检测识别不同苜蓿牧草品种的方法,进而为将来建立牧草品种太赫兹光谱数据库奠定基础。

正交频分复用系统基于时域子载波簇的自适应功率分配算法

在分析无线信道时间相干特性的基础上,提出了一种基于时域子载波簇的自适应功率分配算法.给出了多普勒频率和时域簇大小之间的对应曲线,根据该曲线给出的设计准则可以确定子载波簇的大小.仿真结果证明,将该准则应用于自适应算法中,能够使自适应系统在反馈信息量和系统误码率之间获得较好的整体优化性能.

基于灰色聚类-集合赋权法的变压器油纸绝缘状态评估

考虑到评估过程中从不同单一特征量得到的结论与其他特征量得到结论相悖的可能性,或者因为老化指标特征量权重值的不合理导致对电力变压器油纸绝缘状态的误判,提出了基于灰色聚类-集合赋权法去评估油纸绝缘状态。首先,提取出已有理论成果下回复电压法（return voltage,RVM）和极化/去极化电流法（polarization and depolarization currents,PDC）油纸绝缘老化特征量;其次,整理了大量已知绝缘状态下电力变压器介质时域响应下的数据建立绝缘状态分级指标标准值;最后,从收集数据中采用熵权法和改进的层次分析法集合分配不同老化指标特征量的灰色聚类权重值。通过具体实例验证了本文提出的灰色聚类-集合赋权法评估电力变压器油纸绝缘状态的可靠性和准确性,表明了该算法可以准确评估变压器油纸绝缘状态,为油纸绝缘状态综合评估提供了新方向。

一种抗暂态超越的集群风电送出线时域方程模型误差修正距离保护

双馈风电系统谐波含量高、频率偏移、弱馈性等故障特征造成传统工频距离保护存在适应性问题;时域距离保护在风电短距离送出线路中适应性较好,但在风电长距离送出线中受分布电容的影响易发生距离I段暂态超越现象。提出一种抗暂态超越的集群风电送出线时域方程模型误差修正距离保护。从长距离送出线距离保护适应性角度出发,分析基于集中参数线路模型的时域方程模型误差,提出基于时域方程模型误差的时域距离保护测量电抗修正方法,并考虑过渡电阻参数的影响,构建适用于集群风电长距离送出线距离保护动作判据。通过新疆某地区集群双馈/直驱集群风电送出线发生故障时的实验数据,测试验证了所提出的时域方程模型误差修正距离保护能较好地适用于各类型集群风电长距离送出线,有效地避免距离I段区外发生故障时的暂态超越现象,并且抗过渡电阻性能良好。

基于孤立点检测的欠定混合矩阵盲辨识

本文将孤立点检测的思想引入到欠定混合矩阵的盲辨识问题,提出了一种基于孤立点检测的混合矩阵盲辨识方法.首先计算混合信号的空间时频分布并检测出单源时频点,然后检测出单源时频点中的孤立点并将其从中去除,再通过聚类的方法估计混合矩阵.该方法降低了对信号稀疏性的要求,通过去除数据中的孤立点,提高了矩阵的估计精度,同时也有助于对源信号数目的估计.仿真实验表明,与已有算法相比,本文方法进一步提高了混合矩阵的估计精度,并且有更强的鲁棒性.

微型随机激光辐射特性的控制(英文)

为了对随机激光输出特性进行有效地控制,将随机介质纳米团簇植入到光子晶体中,利用有限时域差分法进行模拟,比较了团簇置于空气中和光子晶体中的输出特性.结果表明:当把团簇单纯地置于空气中,被激发后辐射光的能量会随时间慢慢减少,光谱呈自发辐射的特性;而当将这个团簇植入一光子晶体中,一些原始的自发辐射谱峰会逐渐消失,其中一个谱峰会快速上升,最后成为光谱中唯一的一个能量最强的谱峰.因此如果一个无序的系统置于一个匹配的有序系统中,光能被有效地限制,自发辐射能被抑制,激发模式会被调制,系统的有效增益会被提高,激光阈值能被减少.

基于WAMS受扰电压轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测

为了能够实现快速实时的暂态稳定性预测,提出了一种基于故障后发电机端电压受扰轨迹簇特征的电力系统暂态稳定性预测方法。首先通过WAMS系统获取故障后发电机端电压受扰轨迹簇信息,利用电压轨迹簇的几何属性定义了29个特征指标,然后利用Relief算法从中筛选出与系统暂态稳定性密切相关的广域故障特征指标子集,并利用支持向量机(SVM)构造电力系统暂态稳定性预测器。以新英格兰10机39节点系统为例,对所提出的暂稳预测器的性能进行了大量测试。结果表明,相较于已有研究应用故障后发电机电压数据进行的暂态稳定性预测,所提出的基于广域故障特征的暂稳预测器能有效提高电力系统暂态稳定性预测的准确性(预测准确率由94%提高到96%以上)。另外,特别是对于不完全WAMS信息的暂稳预测、对未知运行方式和未知拓扑结构的电力系统暂稳预测具有独特的优势,显著提高了暂稳预测系统的鲁棒性(预测准确率均能达到94%以上)。

基于Hopf分岔的风电集群系统电压稳定分析

针对大规模风电场集群接入后电力系统动态无功电压稳定问题,在DIgSILENT/Power Factory中建立了计及风功率波动特性的风电场动态模型?改进了传统微分代数方程(Differential Algebra Equation,DAE)模型,提出一种基于Hopf分岔的改进连续潮流法(Continuation Power Flow,CPF)与时域仿真相结合的动态分析法?采用一种快速计算系统稳定裕度的算法,通过双参数"两步法"追踪系统二维Hopf分岔曲线,分析风电集群地区无功补偿设备动态响应特性及电压控制效果?对新疆哈密地区实际风电集群系统仿真结果表明:基于静态延拓法的鞍节分岔点(Saddle Node Bifurcation,SNB)稳定裕度高于基于CPF与动态时域仿真追踪的Hopf分岔点,所提方法能快速计算Hopf分岔点,准确计算风电集群系统电压稳定极限?