基于深度学习的铁路信号传输节点异常干扰预测

针对铁路信号传输过程中频率波动导致的预测误差问题,文章设计了一种基于深度学习的异常干扰预测方法。该方法全面获取节点干扰数据,利用数据处理技术提取关键特征,反映信号异常情况。基于深度学习算法,文章构建了干扰信号异常检测框架,自动学习和识别异常模式。通过实时数据输入,该框架能迅速输出预测结果,准确预测异常干扰。实验证明,该方法平均预测误差距离为50.5 kHz,相比对照组降低85 kHz以上,实现了对铁路信号传输节点异常干扰的精准预测,为铁路安全稳定运行提供了有力保障。

基于多传感器的分台区线损异常信号定位方法

为了精准定位全景电网分台区线损信号,提高线损异常信号检测识别能力,提出基于多传感器的智能全景电网分台区线损异常信号定位检测方法。采用多源异构的参数识别和传感器组网控制方法,构建智能全景电网分台区线损异常信号的时域模型;通过多维参数识别和多维传感器参数定位,辨识智能线损信号阵列参数,检测智能全景电网分台区线损异常信号的特征;分析线损异常信号的稳定性特征分量,定位异常信号。试验结果表明,所提方法的异常信号定位精度达到了60%以上,能够对线损信号精准定位,提高了异常信号检测性能。

采用深度学习和表面肌电信号的上肢动作识别

使用上肢表面肌电信号对上肢动作进行识别是实现康复机器人持续被动运动和主动辅助运动模式的重要方法。为了提高基于表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)的上肢动作识别精度,分别采用了分段时域信号和拼接频谱图的两种肌电动作识别方法。分段时域信号方法采用融合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、长短时记忆网络(Long Short-term Memory,LSTM)和注意力机制的自建网络对上肢动作进行识别;拼接频谱图方法将预处理后的时域信号通过短时傅里叶变换(Short-Time Fourier Transform,STFT)转换为对应频谱图,利用两种微调的预训练模型VGG16和Resnet50对所有通道竖直拼接的频谱图提取特征并将特征拼接,结合支持向量机对上肢动作进行识别。实验结果表明,所提出的两种方法在采集的受试者肌电信号数据集上均表现出90%以上的识别精度,可有效区分不同的上肢动作。

GaN基高功率微波器件高效场路协同分析方法

以氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体正促使着固态微波功率器件向着更高功率、更高效率、集成化的方向不断发展,但这会导致器件内部电磁场分布效应更为显著,单一的路仿真已无法满足分析设计的精度需求,亟需建立有源GaN器件与无源电磁结构的一体化协同仿真技术.针对这一需求,本文提出基于时域不连续伽辽金技术的GaN基高功率微波器件高效场路协同仿真方法,将所提取的GaN HEMT(high electron mobility transistor)器件大信号紧凑模型引入电磁场方程中,采用局部时间步进技术以消除非线性紧凑模型及多尺度网格对全局算法稳定性条件的限制,实现有源器件-无源电磁结构、多尺度粗细网格的高效自适应求解.通过数值仿真算例与实验测试及软件计算结果对比展示了本文所提方法准确性和高效性,可为先进大功率微波器件的高可靠研发提供理论基础与设计参考.

基于神经网络的刀具磨损状态研究

为有效预测刀具磨损状态,避免因刀具磨损导致机床无法正常运行的问题,将数控机床作为研究对象,提出了一种基于振动信号和音频信号的刀具磨损状态预测方法。首先,介绍了BP神经网络的基本概况,为了达到更好的刀具磨损状态的预测效果,对BP神经网络进行改进;其次,以改进的BP神经网络为基础,采用时频域统计分析方法对振动信号和音频信号进行分析,以提取刀具的磨损特征值;再次,对特征数据进行融合,并根据融合后的特征数据构建刀具磨损状态模型;最后,通过对比实验,对比优化前后的模型预测结果,结果证明优化后的模型预测精度更好,且收敛速度更快。

基于FIR数字滤波器随机振动信号频时域转换方法

基于有限长单位冲激响应数字滤波器,根据指定ESA功率谱密度函数特征,设计了FIR数字滤波器,并通过控制其参数,获得了满足预定条件和要求的滤波器幅相特性.利用白噪声序列作为滤波器输入端,生成了符合要求的随机振动时域信号.同时还采用基于AR自回归模型参数方法对获得的随机振动时域信号进行功率谱估计与验证.结果表明:功率谱精度及两功率谱曲线间的误差完全在允许范围内,采用该方法获得的随机振动时域信号完全满足仿真与试验测试对信号幅频特性和功率的要求.

小麦碰撞声信号时域建模与分类

分析小麦碰撞声信号,可识别受损小麦。提取三类小麦碰撞声信号,分析小麦碰撞声的时域特征,建立合适的拟合模型,并提取残差平方和、判定系数、峰值振幅等六个时域特征;最后利用BP神经网络进行分类,发现小麦完好粒、虫害粒及霉变粒碰撞声信号的时域特征存在差异,并取得了较好的识别率。应用结果表明选用适当的数学模型能够较好地拟合小麦碰撞声信号,实现区分受损小麦颗粒与完好小麦颗粒。

基于双端时域信号的过渡电阻在线计算方法

在已知故障类型的前提下,基于线路的π型集中参数等效模型,利用线路两端从故障发生后到断路器跳闸前的时域信号,通过求解描述线路短路状态的微分方程组,对过渡电阻值进行在线实时计算。从单相系统入手推导了过渡电阻的计算表达式,结合相模变换和复合模网络,给出了三相系统的过渡电阻计算方法。该方法计算响应速度快,具有计算结果不受故障位置、直流信号衰减、谐波信号影响等特点,且具有较高的准确性。采用PSCAD/EMTDC进行了算例仿真,仿真结果表明了该方法的有效性和准确性。

虚拟同步机并联系统小信号建模及稳定性分析

针对虚拟同步发电机(VSG)控制技术的逆变器并联结构,为保证系统的稳定运行,对其小信号稳定性分析技术展开研究。首先根据VSG主电路结构和现有控制策略建立两机并联时域小信号模型。然后利用系统状态空间矩阵的根轨迹法讨论了关键控制参数变化对系统特征根分布的作用,从而揭示了参数摄动对并联系统稳定性的影响。最后通过样机实验表明,在上述稳定性分析的指导下,参数优化搭配选取有利于实现VSG并联系统的稳定运行。

卫星导航信号时域波形畸变仿真及FPGA实现

介绍了一种被国际民航组织采纳的卫星导航信号时域码片波形畸变模型,提出了一种模拟导航信号时域码片波形畸变的三类故障的现场可编程门阵列(FPGA)的实现方法,给出导航信号时域码片波形畸变的MATLAB仿真和FPGA实现结果,并将两者进行了比较,试验结果表明:时域码片波形畸变的FPGA实现结果与MATLAB结果误差在0.5%范围内。

悬停直升机的雷达探测技术

首先对直升机旋翼的雷达回波进行建模与分析 ,在此基础上分析了雷达探测悬停直升机的可能性 ,提出了一种适用于所有直升机类型的多扫描周期积累检测系统方案 ,讨论了可能影响其检测性能的因素 .

基于AR模型对路面不平度的时域模拟

基于GB 7031《车辆振动输入路面平度表示方法》中提出的路面功率谱密度表达式,建立了随机信号AR(自回归)模型。应用Matlab仿真软件,对路面不平度时域随机序列进行了仿真分析,并对模拟值与理论值进行了比较。结果表明,AR模型拟合的路面不平度功率谱密度能较好地逼近其理论值,且具有计算量小,模拟精度高的优点,为车辆动态性能模拟与控制研究奠定了基础。

大规模光伏电站并网的振荡模式分析

随着光伏电站容量的不断增大,其对于电网稳定性的影响也日趋明显。建立了大规模光伏电站并网系统的等值模型,采用特征值法和时域仿真验证其准确性。基于等值模型采用特征值法分析了大规模光伏电站的振荡模式,并研究了光伏逆变器的控制器参数、光伏阵列结构以及交流系统强弱对振荡模式的影响。仿真结果表明:光伏并网系统中主要包含正阻尼的次同步振荡模式和低频振荡模式,其中次同步振荡模式主要受q轴电流PI参数的影响,低频振荡模式主要受外环电压和d轴电流PI参数的影响;光伏阵列结构的变化对系统振荡模式有影响,会使系统中与直流电压相关的模式由非振荡状态变为振荡状态;交流系统变弱会导致振荡模态阻尼减弱,威胁系统的安全稳定运行。时域仿真验证了特征值分析的正确性。

时域中核信号正反相放大滤波电路数字模型仿真分析

为实现在时域中对核信号前置放大滤波电路进行数字分析,以常用的正相和反相放大滤波电路为研究对象,阐述一种建立放大滤波电路数字模型的方法。通过推导电路的微分方程,并采用微分方程数值解的方法,将求解微分方程解析解转换为求解微分方程数值递推解,从而建立电路的数字模型。通过对这两种电路的数字模型进行仿真,达到对正相和反相放大滤波电路进行数字分析的目的。通过将数字模型应用于实时核脉冲信号分析,为进一步采用FPGA技术将放大滤波电路进行数字硬件实现提供必要的理论基础。

H桥级联型SSSC的动态模型及小干扰稳定性分析

基于模块化建模的方法,考虑实际电路结构,建立了含H桥级联型静止同步串联补偿器(SSSC)的系统小信号模型。结合实际工程参数,通过对比小信号模型计算结果与PSCAD/EMTDC电磁仿真结果,验证了小信号模型的准确性。然后采用特征值分析法分析了该系统的振荡模态,并研究了控制器参数对系统小干扰稳定性的影响。研究结果表明随着解耦控制器以及均压控制器参数的增大,系统稳定性均增强。最后通过时域仿真算例验证了特征值分析结论的准确性。

基于时域特性的远场激光制导信号能量仿真方法分析

结合激光大气传输的理论和激光野外测试,提出了基于等效测度的远场激光光斑能量/功率的能量特性模型测试和建立方法,并进行了相关仿真模块、模型设计。分析了影响远场激光信号能量的仿真计算的主要因素:激光光束的远场传输变换模型、大气传输影响模型(大气散射效应模型、大气能量吸收效应模型、大气湍流影响模型)、目标漫反射模型以及光斑抖动和背景能量仿真模型等,结合典型的运行过程给出了部分建模与仿真评估结果。最后,对影响远场激光制导信号能量仿真的影响因素进行了分析。

以冲击响应谱为响应特征的有限元模型确认

冲击响应谱已经成为冲击问题分析的最有效工具。由于冲击问题的复杂性,如冲击信号一般频带较宽,而且冲击作用时其阻尼较模态实验有较大变化,冲击响应的相位存在很大的随机性等,因此如何得到精度可靠的冲击响应,从而求出其冲击谱;以及如何对计算仿真的冲击响应与实际测量的冲击响进行比较和确认,是冲击响应谱仿真计算的两个关键问题。针对上述问题,作者使用子结构模型修正的方法,根据冲击信号的频域特点,对整体复杂结构的各个子结构进行有限元建模和修正,然后用模态叠加法求解冲击信号的时域响应,进而使用改进的递推数字滤波法求得冲击响应谱;选择冲击谱的均方差和时域响应的主分量分解两种确认准则进行计算与实验比较和确认。通过某车架模型受横向冲击的计算和实验分析对研究方法进行了检验。

一种分析高速MCM电路中同步开关噪声的方法

提出了一种分析高速 MCM电路系统中电源 /接地板上同步开关噪声的方法 ,即基于部分元等效电路 (PEEC)结合块缩减算法 PRIMA和多端口网络 (电源 /接地板 )的时域宏模型 .通过与平面电路解析公式的结果比较和实例分析高速 MCM电源 /接地板上同步开关噪声 ,结果表明 ,该方法具有参数提取简单、高效率。

三相电压型PWM整流器慢时标不稳定现象分析

针对三相电压型脉冲宽度调制PWM(pulse width modulation)整流器的慢时标不稳定现象,分析了现有的三相电压型PWM整流器的小信号频域模型,通过建立能精确预测系统稳定边界的时域模型,求取了闭环控制系统状态方程的Jacobian矩阵,依据李雅普诺夫稳定性判定法则对系统稳定性进行判断,并将时域模型与现有小信号频域模型做比较,明确了频域模型的精确适用频率范围,阐述了频域模型只适用于很低的频域的原因,解释了三相电压型PWM整流器的不同于单相变换器的低频振荡现象。仿真结果验证了所建时域模型在判断系统稳定性方面的精确性。

基于GASVM算法的通信网络入侵信号自动识别技术

针对当前通信系统入侵行为自动识别技术存在入侵信号样本识别成功率较低、误识别率和漏识别率较高的问题,提出基于GASVM算法的通信网络入侵信号自动识别技术。利用混沌原理提取通信网络入侵的非平稳信号时域特征,并凭借自回归模型提取对应频域特征,捕捉邻域入侵信号间的非线性时空动作频率,评价相邻行为间的状态关联性,预测入侵信号后续行为,完成入侵信号的识别。实验表明,所提方法识别精度高、误识别率较低,漏识别率非常低,具有可应用于实际的理论价值。