基于多模式分解和多支路并行残差网络的特高压三端混合直流输电线路故障区域诊断

特高压三端混合直流输电线路发生接地故障时,故障电气量变化存在很强的随机性和非线性,在噪声干扰下其规律性更弱,很难快速、准确地提取故障特征以诊断故障区域。鉴于此,提出一种集电流波形特征提取和故障区域诊断为一体的诊断模型。分析不同区域故障时的电流波形特点,利用数学机理不同的3种算法同时分解故障电流,避免一些容易混叠的模态子序列在单一分解方法中逃逸。利用多支路并行残差网络迅速地挖掘分解分量的多尺度空间耦合交互特征,并结合门控循环单元网络模块,进一步提取故障电流的时间耦合特征,使得特征得到显著增强。利用麻雀搜索算法优化该模型的关键参数,构建充分适应电网故障诊断的网络结构,实现故障区域的快速诊断。仿真结果表明,该方案有着较高的灵敏性、较强的抗干扰能力,满足直流保护的可靠性和速动性要求。

基于Benders分解和分枝定界的随机交期批量流流水车间调度

针对交期随机的批量流车间调度问题,以最小化工件延期期望之和为目标,推导出工件交期符合3类经典随机分布条件下问题目标的闭式计算表达式.建立考虑换模时间与随机交期的问题数学模型,针对模型高度非线性特征对其线性化.设计一种基于逻辑的Benders分解(LBBD)与分枝定界相结合的优化算法,提出两种有效加速策略提升算法求解效率.数值实验结果验证了算法的有效性,通过随机交期与确定交期结果的比较,验证了考虑随机的必要性.

高比例分布式电源接入下基于变分模态分解的励磁涌流辨识

分布式电源高渗透并网,呈现出运行复杂性与非线性,故障电流谐波特征显著,使得传统继电保护难以准确区分励磁涌流与故障电流。因此,首先分析了光伏与双馈风机接入产生谐波的表达式,推导了励磁涌流产生机理及谐波特性,并总结了励磁涌流与短路电流频率分量占比。据此,充分发挥变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)避免模态混叠的优势,采用VMD算法将故障电流分解为不同中心频率模态分量,比较不同模态方差贡献率进而辨识励磁涌流。仿真结果表明:所提辨识方法在不同故障类型、不同种类分布式电源以及不同合闸角等条件下均能准确地辨识,且辨识能在故障发生一个周波内完成,灵敏度高。

基于动力学模态分解的方柱绕流非定常流场分析

具有方形断面的结构或构件广泛应用于实际工程中,针对方柱绕流风荷载和风致振动特性开展研究至关重要。方柱绕流的尾流效应往往涉及多种复杂流动现象,捕捉其流动主要模态对深入分析流场特性以及流动控制具有重要意义。该文基于动力学模态分解(Dynamic Mode Decomposition,DMD)方法建立了能够提取流场主要模态并进行流场重构的降阶模型。基于数值模拟获取非定常流场快照;利用DMD进行主要模态提取;基于提取的主要模态对非定常流场进行重构。结果表明:DMD方法提取的前4阶模态能够准确重构原始流场,为流动控制和结构设计提供参考。

粘弹性圆柱绕流场的稀疏化动态模态分解方法

为研究粘弹性圆柱绕流涡团时空演化特征及状态,给出动态模态分解和稀疏促进优化相结合的流动关键模态分析方法(sparsity promoting dynamic mode decomposition,SP-DMD)。粘弹性圆柱绕流的数值模拟结果表明:利用SP-DMD方法所得到的模态不仅可以将原始流场的整体流动形态重现,而且能够较好地刻画出较大尺度的局部流场结构。与传统动态模态分解方法相比,SP-DMD能够识别和提取出具有稳定状态的粘弹性流场结构信息。该方法可为研究弹性诱导的复杂粘弹性流体流场特性提供良好参考。

基于完全自适应噪声集合经验模态分解的短时交通流组合预测

为了提高短时交通流预测的准确性,鉴于短时交通流非平稳、难预测的特征,提出了基于完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)短时交通流组合预测方法。利用CEEMDAN将原始短时交通流信号进行分解得多个复杂度、频率不同的时间序列分量,利用排列熵算法(PE算法)计算各分量的复杂度;然后根据复杂度和随机性的不同分为高频和低频,分别使用ATT-TCN-BIGRU模型和ARIMA模型对高频分量和低频分量进行预测,最后叠加高频和低频的每个分量预测结果作为最终短时交通流预测值。仿真分析结果表明:与ARIMA模型、TCN模型、BIGRU模型、ATT-TCN-BIGRU模型相比,此模型的平均绝对误差及平均绝对百分比误差为最小,预测精度更高。

动力学模态分解和本征正交分解对圆柱绕流稳定性的分析

对雷诺数Re=100下的圆柱绕流非定常流场进行数值模拟,分别采用DMD方法和POD方法对圆柱绕流卡门涡街发展过程中的不稳定平衡阶段、过渡阶段以及稳定极限环阶段进行稳定性分析。分析结果表明:DMD方法准确地提取了不稳定平衡阶段和过渡阶段中的不稳定模态以及频率,在稳定极限环阶段准确提取了脱落涡模态及其高阶谐波模态和频率。DMD方法不仅可以高效提取主要流场结构模态和频率,且可分析相应模态的稳定性,从而得到动力学系统在时间和空间上的主要特征。POD方法中较少的模态包含流场绝大部分的能量,通过对模态系数进行FFT分析,可得到模态频率,但有时会存在多个频率耦合的模态,且POD方法无法判断所提取模态的稳定性,因此,POD方法主要得到的是动力学系统在空间上的主要特征。另外,DMD方法对流动类型范围的适用性更广。因此,在对复杂动力学系统进行稳定性分析时,DMD方法更具有优势。

交通流网络的时空特征解析——基于张量分解方法视角

基于非负张量分解方法(NTF方法),依托2004年1月至2012年12月江苏省高速公路网络的三维OD海量交通流数据,展开网络时空特征的解析、提取与挖掘,尝试解决现有数据分析方法无法有效解析交通流网络时空演化的动态性与多维性问题。结果表明:1重构网络对原始网络的空间构型与格局具有很好的重现能力,基本刻画了原始网络的倒"不"字型空间结构;2分解的网络可提取出基本不变型、渐变型和突变型3类时变规律,且每类时间特征有各自耦合对应的局部空间格局,体现内在组织的时空统一性;3倒"不"字型空间结构由分解的沿沪宁线横向子网络叠加过润扬大桥沿扬溧线、过江阴大桥沿京沪线和过苏通大桥沿沈海线的三大纵向子网络等具有明确地理含义的多个局部空间系统共同构成,体现全局由局部组成的特性。

苯甲酸氧锆的流变相法合成及热分解机理

用流变相法合成了苯甲酸氧锆,通过红外光谱、差热分析(DTA)和热重(TG)分析确定其组成,同时研究了其在氮气气氛中的热分解过程,并用红外光谱、X 射线衍射图谱表征热分解产物.研究结果表明,苯甲酸氧锆在氮气气氛中的热分解分两步进行:第一步失去两个结晶水成为无水盐;第二步无水盐继续分解生成二氧化锆和有机化合物.生成的有机化合物成分比较复杂,主要成分有苯甲酸酐、二苯甲酮等.

声波信号多尺度分解与固体颗粒质量流率的测定

利用声发射检测技术,根据不同速度的颗粒撞击壁面产生不同能量的声发射信号,结合小波分析,建立了单粒径颗粒质量流率预测模型,该模型可以定量描述颗粒质量流率随特征频段的声发射信号能量与表观气速的变化规律。以空气-聚乙烯颗粒体系为例,分别考察了0.84、0.59、0.42、0.21mm4种线性低密度聚乙烯颗粒,在表观气速为4.62-6.35m·s^-1条件下的声发射信号。在考察的气速范围内,在0-500kHz频率范围内对声发射信号做7尺度的小波分解,发现特征频段的声发射信号能量与表观气速平方之比和固体颗粒的质量流率呈线性关系。同时,基于单粒径颗粒质量流率预测模型,根据混合颗粒声发射能量为各单一粒径颗粒声发射能量的线性叠加,得到混合颗粒的质量流率预测模型,模型的计算值与称重法获得的质量流率相比,平均相对误差为4.15%,表明声发射检测技术能便捷、快速、准确、环保地实现循环管内颗粒质量流率的在线检测。

负极性直流局部放电量与SF6分解过程的关联特性

为了研究直流气体绝缘电气设备内部局部放电（partial discharge,PD）强度与SF6气体分解特性之间的关联关系,该文在研制的SF6直流PD分解试验系统上,通过对针板电极施加不同强度的负极性直流电压使SF6发生分解,结合气相色谱质谱定量分析法,获取了每秒平均放电量Qsec与SF6分解组分之间的关联特性。研究表明：负极性直流PD使SF6分解产生的分解组分主要包括CF4、CO2、SO2F2、SOF2和SO2等,其中CO2、SO2F2、SOF2及（SO2F2＋SOF2＋SO2）的生成量与Qsec具有较强的关联特性;SO2F2、SOF2和（SO2F2＋SOF2＋SO2）的产气均方速率RRMS与Qsec具有正的线性相关性,可作为判定直流PD放电量的特征量,同时,组分含量特征比值SO2F2/SOF2也与Qsec具有正的线性相关性,并可以作为判定直流PD强度的特征比值。

基于集成经验模态分解的高压直流输电线路行波故障测距

直流输电线路两端的边界元件会造成行波波头畸变,且过渡电阻和线路色散等因素会进一步增加对波头到达母线时刻进行准确标定的难度。基于行波原理,采用集成经验模态分解(EEMD)算法分解出行波高频分量从而获取测距所需的时间参数,提出一种高压直流输电线路新型故障测距算法。该算法无需识别行波波头和计算行波波速,不受输电线路弧垂的影响,具有较高的测距精度和可靠性。通过PSCAD和MATLAB联合仿真,结果表明,该测距算法准确可靠,具有较强的鲁棒性。

基于二维矩阵分解的船舶交通流预测

为克服船舶交通流的非线性和非平稳性特点造成的预测精度不高的问题,提出了一种融合二维经验模式分解(Bidimensional Empirical Mode Decomposition,BEMD)和时序正则化矩阵分解(Temporal regularized matrix factorization,TRMF)的船舶交通流预测方法。首先,将传统一维船舶交通流时序数据重整为二维交通流量时序矩阵(天×时段),再利用BEMD将二维交通流量数据分解为高频矩阵和低频矩阵,其中高频矩阵体现突变因素对交通流的影响,低频矩阵体现稳定因素对交通流的影响;接着,采用引入正则时序项的TRMF,分别对高频与低频矩阵进行预测,进而融合得到最终的交通流量预测结果;最后,对比分析BEMD-TRMF、GM(1,1)、ARIMA、BPNN、WNN、LSTM和TRMF预测模型,结果表明BEMD-TRMF模型的平均预测误差约为3%,优于对比模型,达到了较好的预测精度。

利用窄带噪声辅助多元经验模态分解算法检测换流变压器用有载分接开关机械状态

为有效检测换流变压器用有载分接开关的机械状态,提出一种窄带噪声辅助多元经验模态分解的方法对有载分接开关切换过程中采集到的多通道振动信号进行分析。具体应用时,在原始多通道振动信号中增加若干通道窄带噪声信号,并在统一高维超球面坐标系下进行分解计算,从而在有效抑制经验模态分解过程中模态混叠现象的同时,极大提高了多维振动信号分解的准确性并降低了运算复杂性。进而根据区间最大功率特征计算固有模态函数的功率矩阵,对有载分接开关的机械特征进行描述。对有载分接开关样机正常与典型机械故障时振动信号的计算结果表明,其不同工况下的功率特征有较大区别,所定义的矩阵相似度指标可较好地衡量有载分接开关典型故障时的振动差异程度。此外,触头松动时与正常工况的相似度指标低于绝缘板松动故障,说明触头松动故障对有载分接开关切换过程的影响更为明显。

大气运动的螺-极分解和Beltrami流

本文首先将不可压缩流体速度场的螺－极分解用来描写三维大气运动的垂直速度、涡度和螺度；其次，叙述了Ｂｅｌｔｒａｍｉ流的概念，并论证了对于无摩擦的大气运动满足广义地转关系的定常解就是大气运动的Ｂｅｌｔｒａｍｉ流；最后，应用小参数方法讨论了定常准地转模式中的螺度，研究指出：大气运动的螺度紧密地与稳定层结条件下的垂直运动和温度平流有关：上升运动和暖平流对应于正螺度。

广义Poisson单的叠加、随机选择和分解

证明了多个独立的广义Poisson单叠加后仍是广义Poisson单 .给出了随机选择的严格定义 。

磁流变抛光去除函数获取的微分解耦方法

针对非球面光学元件连续变曲率的特点,提出了一种基于平面抛光斑演变获取非球面磁流变抛光去除函数的技术思路。通过分析磁流变抛光机理,建立了磁流变抛光多因素耦合作用模型。基于该模型提出磁流变抛光去除函数获取的微分解耦方法,实现对抛光斑形成机制中的几何因素解耦,发现当工艺条件变化较小时,在空间中的特定点处,去除效率的变化量与工件浸入深度的改变量呈线性关系。实验观测的20个点中,有17处决定系数在90%以上,另外3处在80%以上,峰值去除率和体积去除率演变的决定系数分别达到92%和94%,实验验证了这一结论。

水杨酸锰的流变相合成及其热分解机理

用流变相反应法合成了水杨酸锰配合物.通过元素分析、TG确定该配合物的组成为Mn(HSal)2·2.5H2O(HSal=o-OHC6H4COO);XRD确定该配合物为单斜晶系,晶胞参数为a=1.8935(4)nm,b=6.1790(2)nm,c=17.3256(1)nm,β=114.93°,V=1.8382(3)nm3,Z=6,Dcalc=1.775kg/dm3,Dexp=1.769kg/dm3;IR研究表明配合物中羧酸根与Mn2+是以双齿螯合方式配位.样品的热分解实验表明该配合物的热分解机理为Mn(HSal)2·2.5H2O90～160℃Mn(HSal)2180～270℃MnSal+H2Sal;MnSal290～335℃MnO+有机化合物.+2.5H2O;Mn(HSal)

基于结构纹理分解和多重网格的光流估计算法

分别针对光流计算对光照变化敏感以及运算复杂度高、迭代收敛缓慢的问题,使用一种基于ROF(Rudin-Osher-Fatemi)模型的结构纹理分解(STD)技术得到对光照变化不敏感的纹理图估计光流场,消除了光照变化产生的负面影响,并提出一种基于多重网格方法的分层处理策略.将光流计算的迭代过程分散在一系列粗细不同的网格上,在细网格上消除高频误差,在粗网格上消除低频误差,以达到加速收敛、提高光流计算速度的目的.实验结果表明,STD过程抑制了光照变化导致的负面影响,提高了光流估计精度.多重网格算法在保持优化精度的前提下,显著提高了光流计算的实时性.

地下水流数值模型的分解与叠加

叠加原理在水文地质计算中的应用相当普遍,但一般局限于地下水流模型的解析解,本文扼要介绍了线性定解问题的叠加原理,在此基础上提出了线性离散模型的叠加原理,进而讨论了线性离散模型的叠加原理在地下水流数值模型中的应用??地下水流数值模型的分解与叠加。模型分解与叠加既可用于解析分析也可用于数值计算;同时不仅可以简化复杂模型的求解问题,更有助于理解地下水变化过程。