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电子测量与仪器学报
电子测量与仪器学报

崔建平

月刊

1000-7105

jemi@vip.163.com

010-64044400

100009

北京市东城区北河沿大街79号

电子测量与仪器学报/Journal Journal of Electronic Measurement and InstrumentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊旨在开展学术交流活动，沟通同行业科技人员之间的信息，以促进国内、外电子测量仪器的发展和科学技术的进步。
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    基于PSO-VMD的永磁同步电机匝间短路振动信号故障特征提取研究

    夏焰坤王宛婷黄鹏
    196-207页
    查看更多>>摘要：在永磁同步电机(PMSM)的故障类型中,匝间短路(ITSC)故障较为常见,准确提取其故障特征具有重要意义.然而,在故障特征提取时容易出现模态混叠现象.为了准确提取出永磁同步电机(PMSM)出现匝间短路(ITSC)时振动信号的故障特征,提出了一种基于粒子群优化变分模态分解(PSO-VMD)的自适应非线性信号处理方法.首先,利用粒子群优化(PSO)寻找变分模态分解(VMD)的最优分解层数与二次惩罚因子,得到最优分解模型.其次,利用得到的最优分解模型对电机振动信号进行分解,得到一系列固有模态函数(IMF).在此之后,计算分解得到的各IMF的方差贡献率(VCR),进一步计算累计方差贡献率(C-VCR),以筛选出包含故障特征信息的IMF.最后,应用希尔伯特变换(HT)对筛选出的IMF进行分析,并以三维时频图输出时间、瞬时频率与幅值,完成故障特征提取.为了验证所提方法的有效性和准确性,搭建了PMSM的ITSC实验平台,使用所提方法处理实测信号,结果表明,所提PSO-VMD方法有效改善了模态混叠现象,能更准确的提取故障特征,具有更好的工程适用性.

    永磁同步电机振动信号粒子群优化变分模态分解特征提取

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    面向遮挡锥套的定位特征提取方法

    周兆钦赵科东孙永荣付宇龙...
    208-216页
    查看更多>>摘要：在自主空中加油中,锥套加油口的圆形结构常被用于辅助目标定位,然而复杂的背景干扰与插头遮挡使得圆特征提取准确性大大降低.针对背景干扰问题,设计自适应均值滤波器获取加油口质心信息,从而在更小的范围内利用图像学操作得到精确的边缘点;针对插头遮挡问题,提出基于凸包检测的离群点排除算法,增强了特征提取的抗干扰性能.在此基础上,提出基于几何距离的迭代重加权最小二乘来优化椭圆目标,进一步提高了定位圆特征的提取精度.在仿真平台上着重分析了迭代重加权最小二乘算法中K值对拟合精度与效率的影响,同时对拟合算法的精度和抗遮挡性能进行了测试,算法在无遮挡时平均误差小于0.5％,在遮挡率为50％时平均误差小于2％.最后对实际锥套进行特征提取实验,与其他经典算法相比,精度上提高了49.3％,提取误差均值为0.79％,平均处理耗时为13.9 ms,且在锥套被遮挡的特殊情况下,提取误差控制在2％以内.实验结果表明,锥套的定位特征提取方法满足自主空中加油图像处理的准确性、快速性、鲁棒性要求,能够帮助提高自主空中加油对接成功率,减少事故发生的概率.

    加油锥套边缘提取圆特征迭代重加权凸包缺陷

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    T型磁力耦合压电俘能器发电性能研究

    罗莲健赵文浩宋汝君常文艳...
    217-223页
    查看更多>>摘要：针对传统压电俘能器存在共振频率高、输出功率低的问题,提出了一种T型磁力耦合压电俘能器.通过引入两侧互异的磁力耦合作用使压电梁产生弯-扭振动,以增加压电梁的形变量,进而提高俘能器输出电压响应.首先分析了该压电俘能器的工作原理及结构设计,并对其振动特性进行仿真分析,最后,制作试验样机进行实验测试,通过仿真分析与实验测试验证了该压电俘能器的有效性.结果表明,存在最优负载电阻使压电俘能器输出功率最大.调整装置自由端质量块质量可对俘能频率进行控制,增大激励加速度能显著提高俘能器输出功率.引入磁力耦合,并通过对比实验分析了磁力耦合引起的弯-扭复合运动对俘能器输出性能的影响,当激励加速度为0.2 g时,磁力耦合装置Ⅲ由于发生弯扭复合振动,其工作频率与最大输出功率分别为5.5 Hz和3.71 mW.相比无磁力耦合的俘能装置Ⅰ,输出功率提高了约47％,因此,该T型磁力耦合压电俘能器在低频环境下具有较高输出效率.

    磁力耦合弯-扭耦合振动压电俘能低频

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    改进麻雀搜索算法在PMSM匝间短路中应用研究

    李斌杨润舒洋
    224-235页
    查看更多>>摘要：针对麻雀搜索算法(SSA)存在收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出了一种改进麻雀搜索算法(ISSA),并应用于PMSM匝间短路故障诊断.首先,搭建了PMSM匝间短路仿真模型,模拟了不同短路匝数比的故障.其次,对故障进行分析,提取了3个故障识别特征量.接着,利用实验平台进行不同短路匝数比的故障测试.然后,介绍了麻雀搜索算法(SSA),并利用Tent混沌映射、自适应正余弦策略和Levy飞行策略对其进行优化,生成改进麻雀搜索算法(ISSA),同时将ISSA算法与SSA算法、粒子群算法(PSO)、灰狼算法(GWO)在测试函数上进行比较,验证其在寻优能力和稳定性等方面具有优越性.紧接着,介绍了随机森林(RF)算法,并搭建了ISSA-RF的故障诊断模型.最后,将4种算法分别对RF的基本参数进行优化并实现故障分类.结果表明,所提出的改进方法能够检测出匝间短路故障及其故障严重程度,ISSA-RF模型的准确率达到98.5％,验证了该算法的有效性和可靠性.

    永磁同步电机匝间短路随机森林改进麻雀搜索算法故障诊断

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    计及燃弧频次的配电网单相接地故障分类与辨识

    陈晓旭刘素梅刘若溪
    236-246页
    查看更多>>摘要：尽管采用小电流接地方式的配电网发生单相接地故障时短路电流较小,但若故障发生后燃弧现象长时间存在,将会显著增加火灾发生风险.为减小火灾隐患,已有多数研究从燃弧现象发生与否角度对故障进行辨识,但并未计及燃弧频次的影响.为此,针对某地配电网实际单相接地故障案例,通过系统分析不同故障场景下零序电流变化特性与燃弧之间的关联规律,从火灾隐患程度角度提出了计及燃弧频次的单相接地故障分类方法;进一步挖掘出不同种类故障发生后零序电流波形分别呈现"平肩畸变"、"瞬态值"等特征,并利用不同频带能量占比、谐波重心和燃弧周期数对波形畸变特征进行了数学描述;以前述数学特征量作为输入,研究建立了基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络的故障种类辨识模型,经某电力公司现场收集的223组现场典型故障案例验证,模型识别准确率达96.4％,可有效识别燃弧故障种类,对于减小森林火灾隐患、节约配电网运维成本意义重大.

    燃弧频次故障分类与辨识单相接地故障零序电流波形特征

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    变频器负载回路串联故障电弧检测及选线方法

    蔡佳成高洪鑫王智勇徐佳宁...
    247-256页
    查看更多>>摘要：串联故障电弧的高温是引发电气火灾的主要原因之一,针对工业变频器负载回路中串联故障电弧尚无有效保护手段的问题,提出了一种新的串联故障电弧检测及选线方法.首先,针对工业领域常用的三相变频器负载回路开展了不同线路中发生串联故障电弧的实验;其次,利用基于能量收敛原则改进的变分模态分解将变频器前端A相电流信号自适应分解为多个模态分量,依次将单个模态分量乘以能量系数并重构,得到多个电流信号的特征增强信号,并建立特征矩阵;再次,对特征矩阵进行分块,利用核主成分分析对每块矩阵进行降维,并对降维信号组成的矩阵进行二次降维构建故障特征向量;最后,利用鹈鹕算法优化的支持向量机对串联故障电弧进行检测及选线.结果表明:该方法仅通过分析变频器前端A相电流可以实现变频器整个回路中6条线路的串联故障电弧检测及选线,检测及选线准确率均达到98％以上.

    故障电弧故障检测及选线变分模态分解核主成分分析支持向量机

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