基于萤火虫扰动麻雀搜索算法-极限学习机的光伏阵列故障诊断方法研究

光伏阵列具有随机性、间歇性输出特点,发生故障严重影响电力系统安全运行。针对有效表征不同程度局部阴影与雨天接地故障的故障特征量缺乏的问题,分析不同故障状态下光伏阵列运行特征,提出一种新的6维故障特征向量:开路电压Uoc、最大功率点电压Um与短路电流Isc、最大功率点电流Im分别表征短路与断路故障;U-I特性曲线二阶导数零点数表征局部阴影故障,并利用遗传模拟退火算法优化的模糊C均值聚类算法(the fuzzy C-means clustering algorithm optimized by the genetic simulated annealing algorithm,GSA-FCM)验证Um、Im表征不同程度局部阴影故障的有效性;并网电流总谐波畸变率表征雨天接地故障。引入萤火虫扰动的麻雀搜索算法(sparrow search algorithm with firefly perturbation,FSSA)优化传统极限学习机(extreme learning machine,ELM),建立FSSA-ELM模型,解决传统故障诊断方法实现复杂、收敛速度慢的问题。基于现场数据驱动,建立考虑对地寄生电容的光伏系统仿真模型和实验平台,设计2种不同辐照度范围的仿真方案和实验方案进行方法验证,结果表明,FSSA-ELM模型结合ELM实现简单且FSSA收敛速度快的特点,利用6维故障特征向量,可准确识别光伏阵列故障类型。

准最优增量搜索效率分析

在对极限搜索圆进行特殊分割的条件下 ,导出准最优增量搜索和准最优总量搜索发现目标概率的计算公式 ,并通过对搜索力变化时两种发现概率的比较 ,得出了准最优增量搜索优于准最优总量搜索的重要结论。

3轨式横向对称分布6-PSS并联机构及性能优化

针对多滑块共轨式6-PSS并联机构存在的姿态工作空间小、容易奇异等问题,课题组提出一种3轨式分布的6-PSS并联机构(P为移动副,S为球副)。该并联机构杆件长度和轨道间距呈不均匀布置,以提升姿态工作空间;采用闭环矢量法进行位置分析,通过极限边界搜索法求解工作空间;基于运动/力传递指标对机构性能进行评估,并采用性能图谱法基于全域指标GTI进行机构尺寸优化。结果表明优化后机构运动/力传递性能有显著提升,同时姿态工作空间也得到提升。该机构在工程上有一定的实用性。

3-PUU并联机构工作空间分析与优化

提出了一种新型3-PUU并联机器人,对该机器人进行运动学分析,得到了3-PUU并联机器人的运动学反解,在此基础上,分析了移动副和虎克铰对工作空间的限制。采用三维极限搜索法求解了工作空间,并对该并联机器人的工作空间进行了优化分析。结果表明:优化后的工作空间明显增大,该种机器人具有较好的实际应用前景。

三峡库区塌岸预测评价方法初步研究

水库塌岸是影响三峡水库的重大地质灾害问题。作者在分析三峡库区塌岸类型和传统塌岸预测方法的基础上,提出塌岸预测应根据不同的塌岸类型,建立适合的塌岸预测模型。冲(磨)蚀型和坍(崩)塌型的塌岸预测可以用本文提出的岸坡结构法;滑移型的塌岸预测,应以本文提出的极限平衡搜索预测法和FLAC3D数值模拟预测法的预测结果为主要依据。通过对三峡库区重庆段的两个典型塌岸地段及代表性地质剖面的预测,验证了这种思路的正确性;并总结了适合三峡库区这种山区型水库的塌岸预测的原则和方法。

交叉式并联机床工作空间分析

对BJ-04-02(A)型交叉式并联机床工作空间进行了分析研究,建立了机床工作空间的三维仿真模型。通过考虑其机构约束条件,采用极限坐标搜索法确定了并联机床的工作空间边界点,在此基础上绘出了工作空间边界曲面的图形;仿真结果与机床实际可到工作空间一致性较好,验证了所建模型的有效性。

考虑地下水影响的大华滑坡塌岸预测

针对目前塌岸预测方法多属于经验性或半经验性、简化了水文地质条件的影响而存在无法清楚了解塌岸和地下水影响之间确切关系的问题,在考虑地下水影响的基础上,综合应用极限平衡搜索预测法和FLAC3D数值模拟预测法两种数值模拟方法,对大华桥水库大华滑坡进行了塌岸预测,并与传统的卡丘金法预测结果进行了对比分析。结果表明,极限平衡搜索预测法和FLAC3D数值模拟预测法在大华滑坡这种滑移型塌岸中的预测结果较为接近和合理,考虑地下水影响下的数值模拟塌岸预测方法对滑移型塌岸的预测是可行与有效的。

三平动并联机构动力学建模与工作空间分析

目的以可以实现空间三维平动的3-UPU并联机构为研究对象,对其进行运动学建模、动力学建模以及工作空间和动力学仿真。方法通过几何法建立机构的运动学模型,同时使用拉格朗日方法建立3-UPU并联机构的动力学模型,最后采用优化后的极限边界搜索法,建立并分析并联机器人的工作空间,求解工作空间的面积。在工作空间和速度与加速度的约束下,采用五次样条曲线进行轨迹规划,利用Matlab进行逆运动学与逆动力学建模与仿真。结果通过对动力学建模仿真与工作空间的分析可知,该机构有较大和对称的工作空间,同时拥有相对简单的动力学方程和较好的动力学性能。结论 3-UPU并联机构在工业自动化柔性包装、搬运与加工装配中,有广泛的应用前景。

暂态频率偏移可接受性的定量分析

指出暂态安全性分析中应该考虑暂态频率偏移可接受性 ,提出用一组二元表来描述暂态频率偏移可接受性 ,给出定量评估暂态频率偏移可接受性的裕度指标。阐明暂态频率偏移可接受性与暂态电压安全及暂态功角稳定三者之间的关系 ,提出暂态频率偏移可接受性的极限搜索策略 ,实现了暂态频率偏移可接受性的定量分析。通过实际系统的大量算例验证了算法的有效性和快速性。

一种视觉SLAM单目半稠密建图方法的实现

SLAM即同时定位与地图构建,一直是机器人和计算机视觉的研究热点。尤其是视觉SLAM技术,21世纪以来在理论和实践上均取得了明显的突破,已逐步迈向市场应用。建图作为SLAM的两大目标之一,可以满足更多的应用需求。本文在给定相机轨迹的情况下,提出一种视觉SLAM单目半稠密建图方法,利用极线搜索和块匹配技术,加入图像变换和逆深度高斯深度滤波器处理,以期避免单目稠密建图严重依赖纹理、计算量大的缺点,提高单目半稠密建图的准确性和鲁棒性。经测试显示,改进的单目半稠密建图方法在检测梯度变化明显像素点上更加准确,深度估计的平均误差和平方误差分别减少了9%和47%,是一种可行有效的视觉SLAM单目半稠密建图解决方案。

混联式压气机叶片打磨装置的设计研究

航空发动机叶片因复杂的曲面结构,在精加工阶段仍靠传统手工打磨抛光。为提高航空叶片打磨效率,设计一套专门针对压气机叶片的混联式砂带磨削装置。对混联磨削装置中的3-RPS并联机构进行运动学位置正反解分析后,建立并联机构的虚拟样机并导入ADAMS软件中进行仿真验证。结合蒙特卡洛法和极限边界数值搜索法理论,应用MATLAB求得并联机构和混联装置的工作空间,结果表明混联打磨装置满足压气机叶片实际打磨工作空间要求,为后续平台搭建提供参考。

六自由度混联机构运动学分析

混联机构结合了并联机构和串联机构两者的优点,有效地扩大了机器人的应用范围.提出了一种由两个不同的三自由度并联机构串接而成的混联机构,对其进行运动学分析,分别求取上下两个并联模块的运动学正解方程,从而得到整个混联机构的运动学正解.通过给定机构结构参数和驱动输入参数,用一组算例求得运动学动平台位姿,并画出三维机构位姿状态图模型,更加直观地了解机构的位姿状态.然后求解其运动学逆解,按照运动学正解结果,给定机构的两组位姿,求得此时机构的驱动输入参数及各转动副的状态,对比正反解的结果,进而验证了双并联型混联机构运动学正反解模型的正确性.最后,在运动学分析的基础上,利用极限坐标搜索法,结合混联机构的运动学反解,给出机构工作空间求解的算法.给定机构的结构参数,考虑杆长约束、关节转动副约束及杆件干涉等影响条件下,利用数值搜索法在圆柱坐标系中搜索工作空间的边界.在Matlab软件中仿真得到混联机构在给定不同姿态下的位置工作空间和给定位置下的姿态工作空间.

基于CEEMDAN样本熵和SSA-ELM的风机齿轮箱故障诊断

为提高非线性、非平稳振动信号下风机齿轮箱的故障识别精度,提出了基于自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)样本熵和麻雀搜索算法优化极限学习机(SSA-ELM)的风机齿轮箱故障诊断方法。首先,采用小波阈值去噪方法对振动信号进行降噪,以减小噪声对振动信号的干扰;其次,对去噪后的信号进行CEEMDAN分解,得到多组本征模态函数(IMFs),并根据皮尔逊相关系数进行分量的选择,消除虚假特征分量;最后,计算所选IMF分量的样本熵,将其作为特征向量输入SSA-ELM分类器进行故障诊断和分类。运用所提方法对QPZZ-Ⅱ型试验台模拟齿轮箱的实测数据进行诊断,结果表明该方法对齿轮箱各种故障状态的平均识别率可达98.06%,与其他同类方法相比,所提方法具有更佳的分类性能。

A novel adjustable multiple cross-hexagonal search algorithm for fast block motion estimation

In this paper,we propose a novel adjustable multiple cross-hexagonal search(AMCHS) algorithm for fast block motion estimation. It employs adjustable multiple cross search patterns(AMCSP) in the first step and then uses half-way-skip and half-way-stop technique to determine whether to employ two hexagonal search patterns(HSPs) subsequently. The AMCSP can be used to find small motion vectors efficiently while the HSPs can be used to find large ones accurately to ensure prediction quality. Simulation results showed that our proposed AMCHS achieves faster search speed,and provides better distortion performance than other popular fast search algorithms,such as CDS and CDHS.

一种新型6自由度并联机构的工作空间分析

文章提出了一种3-RRRS的新型并联机构,并采用矢量法对其进行了位置逆解,求得其逆解方程;通过具体算例分析给出了极限边界搜索法的具体算法及程序流程图,并利用matlab[1]数学工具采用极限边界搜索法[2]确定了机构的工作空间及其边界,并分别将其图形绘制出来;这为该类并联机构的进一步研究和应用奠定基础。

新型3/3-RRRS 6自由度并联机构的运动学及工作空间的研究

提出一种新型3/3-RRRS并联机构,建立了该机构运动学位置正反解方程。通过分析运动学位置反解方程,给出了极限边界搜索法的具体算法及程序流程图,利用Matlab数学工具并采用极限边界搜索法确定了机构的工作空间及其边界,并分别将其图形绘制出来。

基于3-PCR并联机构汽车座椅减振装置的构型设计与工作空间分析

针对汽车驾驶员长期处于低频高强度全身振动的难题,提出以3-PCR并联机构作为汽车座椅减振装置的主体机构,其结构简单、工作空间大。首先,利用机构拓扑结构学理论对3-PCR并联机构进行自由度分析;然后,建立3-PCR并联机构的运动学模型,推导上下平台位姿之间的数学关系;最后,在Matlab软件中采用极限边界搜索法求解工作空间。

3-PUU并联机构工作空间分析与优化设计

提出一种新型3-PUU并联机构,对该并联机构进行运动学分析,得到了3-PUU并联机构的运动学反解,在此基础上,分析了移动副和虎克铰对工作空间的限制。采用三维极限搜索法求解了工作空间。对该并联机构的工作空间进行了优化分析,为并联机构的构型设计和进一步研究奠定了基础。研究结果表明,该种机构具有较好的实际应用前景。

基于单激光束旋转的圆孔直径在机测量方法

在大型精密工件的制造现场,内孔直径在机测量任务极为普遍。介绍了一种单激光束旋转测量法,在两条虚轴——回转轴线和激光中心线的位置关系不确定的条件下,研究回转轴线上固定点和被测点的距离极限值同传感器的数值极限值之间的关系,提出了一种适用任意曲面极限被测点的搜索模型。依据该模型,搜索内孔直径方向上的端点,并基于比较测量法,实现圆孔等规则内孔的几何尺寸测量。实验验证了该方法的有效性。该测量模型仅需一个可旋转的主轴,无需编码器等其他辅助测量部件,易于在加工现场实施内孔直径的测量,对推进大型工件上内孔的加工测量一体化进程具有实用意义。

基于单激光束旋转的深孔直线度测量方法

基于激光位移传感器旋转,以回转轴线为基准,提出和验证了一种测量深孔零件直线度的方法。实验结果表明,在选用的激光位移传感器精度为±2μm的情况下,该方法实现了圆孔直线度的在机测量,与三坐标测量机给出的相对真值对比,误差低于12%。该测量模型仅需机床主轴及其进给部件,易于实施。