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电气工程
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  电气工程

  基于柔性负荷和建筑多能源系统的电网峰谷调节算法

  李香龙, 赵乐, 王瀚秋, 曾爽, 宫成

  2023, 45(4): 361-365. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.01

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  针对建筑能源系统负荷多样,导致电网波动和负荷峰谷差日益增大的问题,提出了一种基于柔性负荷与建筑多能源系统的电网峰谷调剂算法,以实现多能源系统联合参与的电网峰谷调节.该算法通过构建储能设备和空调系统的功率模型,来建立多能源系统负荷与功率优化的电网峰谷调节目标函数.同时,针对电网峰谷调节的特点提出了一种改进的粒子群优化算法,以求解该目标函数实现电网的峰谷调节.仿真分析与实验结果表明,所提出的方法优于单纯使用储能设备和空调系统的电网峰谷调节方法,能够显著提高负荷的平滑度与能源利用率.
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  电气工程

  融合Autoencoder方法的电力系统网络安全风险评估技术

  吉德志, 秦丞, 颜丽渊

  2023, 45(4): 366-370. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.02

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  针对现有电力系统安全评估指标存在高复杂度与低准确度等缺点,基于Autoencoder方法提出了适用于电力系统的网络安全风险评估方法.通过分析系统运行机制的脆弱性,使用层次分析法与专家调查法,建立了网络安全的初步评估指标体系模型.通过引入Autoencoder方法对复杂的指标体系模型进行必要的约简与优化,形成电力系统的新型安全评估模型.仿真结果表明,与传统的安全评估模型相比,所提出模型具有更高的执行效率与评估准确度.
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  电气工程

  基于GPU+Spark的电力大数据分析算法

  苏立伟, 刘振华, 杜礼锋, 伊思诺, 曾晓锋

  2023, 45(4): 371-375. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.03

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  针对Spark计算框架处理规模急剧增长的大数据时,处理速度会明显减慢,无法满足电力大数据分析的实时性处理需求的问题,提出了一种基于GPU与Spark计算框架的电力大数据分析算法.将GPU的并行处理结合到Spark计算平台上以提升电力大数据处理的效率,并通过构建排队模型来最大化该计算框架的性能.仿真结果表明,所提出的算法具有一定的精确性和有效性,且加入GPU计算后能够明显提升数据处理速度,可以满足大规模数据处理的实时性需求.
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  电气工程

  基于KJ分析法的电力工程造价分析系统

  杨德州

  2023, 45(4): 376-380. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.04

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  针对电力工程造价分析工作展开困难、影响因素多且各因素的重要性分布不均匀的问题,提出了一种基于KJ分析法的电力工程造价分析系统.使用KJ分析法来确定电力工程造价的主要影响因素,减少了不重要指标的数量.使用组合赋权法确定每个影响因素的权重,再使用逼近理想解的排序方法来降低指标的不确定性,并通过训练支持向量机模型对电力工程造价进行分析与评价.110 kV变电工程案例分析结果表明,所提出的方法能够提升模型的智能性、简化人为操作,得到更为合理的评价结果.
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  电气工程

  基于BP神经网络优化算法的输变电工程造价预测模型

  张恒武, 吴小忠, 沈晓隶, 伍家耀

  2023, 45(4): 381-386. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.05

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  针对现有的输变电工程造价预测方法在复杂工况下精度低的问题,提出了一种基于BP神经网络优化算法的输变电工程造价预测模型.利用因子分析方法确定输变电工程造价数据预测的输入指标,并在传统BP神经网络模型的基础上,引入思维进化算法对BP神经网络中的权值和阈值进行优化.利用构建的预测模型预测某省级电网公司2016年度的输变电工程造价.结果表明,预测误差低于10％,平均误差低于5％.与传统的BP神经网络相比,所提预测模型具有更高的预测精度,可以较好地应用于输变电工程造价估算.
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  电气工程

  一种电力造价异常数据辨识算法

  程津, 周鲲, 徐志强, 伍家耀

  2023, 45(4): 387-391. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.06

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  为了解决现有电力造价异常数据检测算法无法识别清单详情及清单与施工细节不符的问题,提出了一种基于规则匹配的电力造价异常数据辨识算法.利用K-means聚类算法实现了清单的初步分类和特征清单的提取,将特征清单的特征词作为清单类别特征.采用规则库对清单详情进行分词,并提取清单特征词,采用多项式贝叶斯算法计算出清单位于当前类别的概率.实验结果表明,所提出算法较传统异常数据检测算法的准确率提高了约10％.
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  电气工程

  基于改进万有引力算法的配电网多目标故障重构

  李震, 谭涛亮, 余玉晗, 宋子强, 刘结

  2023, 45(4): 392-396. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.07

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  针对配电网在发生故障后产生的重构问题,基于改进万有引力算法提出了一种切实、可行的多目标故障重构方案.通过调研配电网的故障重构过程,优化了多个目标的权重系数,提出了综合考虑网络损耗与开关动作数量的故障重构模型.利用反向学习法、共轭梯度法和Tent映射实现了经典万有引力算法的有效改进.软件仿真与实际工程测试结果表明,所提故障重构方法具有较强的实用性、更低的网络损耗和更少的开关动作.
材料科学与工程
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  材料科学与工程

  TC4钛合金厚板窄间隙TIG焊接接头的高周疲劳性能

  陈立佳, 宁浩楠, 张志鹏, 张宇鹏, 周舸

  2023, 45(4): 397-402. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.08

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  为了确定厚板TC4钛合金窄间隙TIG焊接接头的疲劳性能,对焊接接头三层位置的样品分别进行了室温高周疲劳(HCF)试验,利用扫描电镜与透射电镜对疲劳断口形貌及断口附近的微观组织进行观察与分析.结果表明:三层焊接接头的疲劳极限依次为420、390和400 MPa;第一层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面,位错组态以位错网络和位错阵列为主;第二层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与焊接缺陷处,位错组态主要为位错缠结;第三层焊接接头的疲劳裂纹萌生于样品表面与近表面焊接气孔位置,位错组态主要为位错阵列及位错缠结.
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  材料科学与工程

  热处理工艺对电弧增材制造ZL114A铝合金耐蚀性能的影响

  张艳, 沈志胤, 张熠琨

  2023, 45(4): 403-410. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.09

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  为了研究热处理工艺对电弧增材制造ZL114A铝合金耐蚀行为的影响,采用光学显微镜和附带能谱仪的扫描电子显微镜分析了第二相的形貌及成分,并采用电化学工作站测试了铝合金的腐蚀行为.结果表明:经过固溶和时效处理后,ZL114A铝合金的组织主要由α-(Al)基体、共晶Si和Mg₂Si相组成.当在540 ℃固溶处理时,随着固溶时间从2 h增加到14 h,合金中共晶硅相逐渐转变为球状.经过14 h的固溶处理后,合金表现出很强的钝化能力.合金经过时效处理后,随着时效时间从4 h增加到12 h,晶内析出的共晶硅和Mg₂Si相数量逐渐增多,合金耐蚀性能降低.
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  材料科学与工程

  Ce掺杂0.94MgTiO₃-0.06(Ca_0.8Sr_0.2)TiO₃陶瓷的制备及微波介电性能

  张帆, 石桐, 李金睿, 王新, 杨云洪

  2023, 45(4): 411-417. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.10

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  为了提高MgTiO₃-(Ca_0.8Sr_0.2)TiO₃(MT-CST)微波介质陶瓷的品质因数,通过SEM、XRD、拉曼光谱仪与XPS分析手段,研究了Ce掺杂对MT-CST陶瓷成分晶体结构和微波介电性能的影响.结果表明:高价Ce³⁺取代Mg²⁺可使氧空位缺陷得到有效抑制,从而降低了微波介质损耗,可使品质因数得到较大提升.制备的陶瓷具有优异的微波介电性能:介电常数为20.8,品质因数为61 000 GHz,谐振频率温度系数为-4.99×10^-6/℃.
机械工程
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  机械工程

  基于鲁棒控制的电磁主动悬架整车平顺性分析

  孙凤, 赵杰, 周冉, 汪思卓, 徐方超, 金俊杰

  2023, 45(4): 418-427. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.11

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  针对传统被动悬架系统无法在复杂工况时保持较好行驶平顺性的问题,为电磁主动悬架设计了鲁棒控制器.建立整车七自由度电磁悬架动力学模型,利用鲁棒控制理论对被控输出和控制输入量进行加权处理,设计了H_∞鲁棒控制器.在车速为30 km/h和60 km/h的随机路面、20 km/h和45 km/h的正弦冲击路面时,对电磁主动悬架系统进行仿真分析.结果表明,鲁棒控制的电磁主动悬架与被动悬架相比,主要性能指标均有所改善,在随机路面下车身垂向加速度改善28.03％,说明所设计的鲁棒控制器比较合理,采用鲁棒控制的电磁主动悬架可以有效改善汽车行驶的平顺性.
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  机械工程

  直线电机式悬架参数对馈能特性影响分析

  于学斌, 陈佳兴, 周冉, 王聪, 金俊杰, 徐方超, 孙凤

  2023, 45(4): 428-435. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.12

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  针对传统被动悬架无法将振动产生的能量充分利用的问题,提出了一种直线电机式馈能悬架,并探究了该悬架的馈能特性.建立1/4车动力学模型,以正弦路面作为输入激励推导出影响馈能的悬架系统参数;以感应电动势为指标,基于直线电机式馈能悬架模型,采用控制变量法对悬架系统参数进行仿真分析;通过搭建的1/4车悬架实验平台进行实验验证.结果表明,簧载质量、非簧载质量和弹簧刚度与直线电机产生的感应电动势呈负相关,轮胎刚度与直线电机产生的感应电动势呈正相关.
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  机械工程

  基于LSGAN-LSTM的齿轮故障诊断

  刘杰, 郑洋

  2023, 45(4): 436-441. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.13

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  针对难以获取足量样本数据的齿轮故障诊断率低的问题,提出一种基于最小二乘生成对抗网络(LSGAN)结合长短期记忆网络(LSTM)的方法.将齿轮的原始样本输入LSGAN模型中,通过对生成网络和判别网络的交替训练,学习出不同状态的样本数据,从而实现数据增强,通过生成样本结合原始样本训练LSTM诊断模型,完成小样本下的故障诊断.以康狄涅格大学的齿轮实验数据为例对所提方法进行验证,结果表明,与传统方法相比,诊断准确率提高至98.3％.通过可视化方法显示出诊断方法的优越性,为小样本条件下的故障诊断提供参考.
信息科学与工程
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  信息科学与工程

  基于深度学习的输电线路耐张线夹倾斜缺陷定量检测

  刘敏, 王红旭, 周国亮, 陈双辉, 凌德泉

  2023, 45(4): 442-446. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.14

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  针对输电线路中耐张线夹的倾斜缺陷,未能准确地去模糊处理所获取输电线路图像的问题,提出了基于深度学习的输电线路耐张线夹倾斜缺陷定量检测方法.结合冲击波滤波器与双边滤波器对获取的输电线路图像去噪处理,通过正则化方法估计模糊核.同时利用引导滤波器分解去模糊后的输电线路图像来获得细节层与基本层,分别进行伽马变换.将预处理后的输电线路图像输入至深度学习网络中,提取耐张线夹的倾斜缺陷特征,完成对缺陷的定量检测.实验结果表明,所提方法的准确率可保持在90％以上,且召回率、AP值及F₁指标均较高,具有良好的检测性能.
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  信息科学与工程

  基于决策树的供应商全链路动态特征挖掘算法

  张世良, 孙刚, 唐良运

  2023, 45(4): 447-452. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.15

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  为了降低特征挖掘结果的汉明损失和错误率,提出了一种基于决策树的供应商全链路动态特征挖掘算法.对数据实施数值化、离散化和归一化处理,通过降低数据值域的差异来降低汉明损失和错误率.利用处理后的数据建立决策树,通过剪枝操作提高了数据分类的精度,采用改进的CHI值和RBF神经网络有效挖掘全链路动态特征.该算法降低了挖掘结果的汉明损失和错误率,且分类处理精度、准确率、召回率均有所提高.该算法有效提高了供应商全链路动态特征的挖掘效果.
控制工程
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  控制工程

  运用改进磷虾群算法的自抗扰控制方法

  熊炜, 韩力

  2023, 45(4): 453-458. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.16

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  为了提升自抗扰控制效果,提出了基于改进磷虾群算法的自抗扰控制方法.利用线性自抗扰控制技术,设计电力系统自抗扰控制器;利用扩张状态观测器估计系统总扰动,在系统控制量内加入前馈微分信号,通过该控制器的线性误差反馈律自抗扰控制电力系统,采用改进磷虾群算法优化该控制器的反馈比例增益与反馈微分增益,提升自抗扰控制效果.实验结果表明,在不同扰动时,应用本文方法自抗扰控制后,可有效降低电力系统稳态误差有效值与谐波畸变率.
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  控制工程

  基于自适应粒子群优化算法的无线传感器网络覆盖控制

  聂文梅, 宋晓霞

  2023, 45(4): 459-464. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.17

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  为了解决无线传感器网络覆盖率控制收敛性较差、自适应能力不强的问题,提出了WSN网络覆盖问题假设,并根据网络有效覆盖率及任务节点数量,构建WSN网络覆盖控制问题模型.以粒子群算法为基础,采用自适应粒子群优化算法获取最佳覆盖区域,在惯性权重系数中加入演变因子和聚合因子,改善粒子群算法的适应性,通过增加碰撞回弹策略,优化粒子群的多元性,实现WSN网络覆盖的最优控制.结果表明,所提方法自适应能力强,具有较高的覆盖率,可降低控制网络节点移动产生的耗能.
建筑工程
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  建筑工程

  酸性盐腐蚀球墨铸铁管连接件抗弯性能试验

  张延年, 李峥, 海洪, 公彦法, 刘文亮

  2023, 45(4): 465-471. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.18

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  为了探究酸性氯盐腐蚀条件下的法兰连接球墨铸铁管受弯性能的变化规律,采用酸性NaCl溶液对法兰连接球墨铸铁管通过干湿交替处理后进行受弯试验,对腐蚀试件的极限承载力、屈服弯矩和极限弯矩、应变等方面与标准件进行对比分析.结果表明:干湿循环腐蚀后,球墨铸铁管连接件极限弯矩与屈服弯矩的比值随着干湿循环次数的增多而变小,约在1.2～1.4之间;经100次的干湿循环腐蚀,球墨铸铁法兰管连接件的极限承载力下降了35.13％.经酸性氯盐干湿循环处理后的球墨铸铁管更容易在法兰盘与管体的连接处发生脆性破坏.
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  建筑工程

  大跨径无缝准连续梁桥RPC钢管混凝土灌注桩参数优化分析

  赵立财, 饶波, 许高明, 徐亮

  2023, 45(4): 472-480. https://doi.org/10.7688/j.issn.1000-1646.2023.04.19

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  为了解决无缝桥梁桩基存在易腐蚀、打桩难等问题,以某无缝准连续T梁大桥为研究背景,通过有限元分析建立了大桥整体模型以及二维弹簧框架简化模型,开展了桩基受力性能有限元分析.将各层地基土的水平抗力比例系数m值换算成一个等效的m值,针对桥台RPC混凝土(活性粉末混凝土)灌注桩桩身正截面受荷载作用效应的压应力、拉应力进行了对比分析.结果表明,m值、桩径对桥台RPC钢管混凝土灌注桩桩身正截面受力特性影响显著,桩身截面入土深度为2.4D~5.5D时产生的拉应力与压应力值最大.