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期刊信息/Journal information
科学技术与工程
科学技术与工程

明廷华

旬刊

1671-1815

ste@periodicals.net.cn

010-62103284

100081

北京市海淀区学院南路86号

科学技术与工程/Journal Science Technology and Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊向社会介绍科技界、工程界进展情况和为科学家、工程技术专家开展学术交流服务的一份学术性、知识性和动态性杂志。主要内容包括科学技术发展前景和重大建设工程进展情况，科学技术与工程方面的新成果、新知识、科技界和工程界的热点问题等。适合科技工作者、工程技术专家、领导同志、管理干部和图书资料馆（室）订阅。
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    串联战斗部隔爆体材料选型的数值仿真

    龚宏杰余瑞郭翔唐昌州...
    10776-10782页
    查看更多>>摘要：串联战斗部采用前后两级战斗部先后爆炸的方式击穿爆炸反应装甲和坦克主装甲.为防止前级战斗部爆炸时破坏后级战斗部,需要设置可靠级间隔爆体.隔爆体的隔爆性能受到与前级距离、材料、结构等方面的综合影响.主要研究了不同材料隔爆体的隔爆性能,利用有限元分析软件LS-DYNA建立了前级战斗部与隔爆体的数值仿真模型,得到了级间隔爆材料对隔爆性能的影响规律.结果表明:针对单一材料隔爆体,采用聚氨酯等软质材料无法满足强度要求;采用硬质高强度材料,其波阻抗越高,隔爆体所需厚度越低;针对组合材料隔爆体,采用逆序波阻抗的组合材料可以大幅度降低隔爆体质量,其中以碳纤维复合材料+有机玻璃组合降低质量的能力最为显著.研究结论可为串联战斗部隔爆体的材料选型设计提供指导.

    隔爆体数值仿真冲击波衰减组合材料

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    基于模型预测转速估计器的感应电机无传感器控制

    安小宇梅永祥郭磊磊贾连辉...
    10783-10789页
    查看更多>>摘要：针对应用于盾构主驱动的感应电机无速度传感器矢量控制系统,传统模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)中的比例积分(proportional integral,PI)自适应率需要人工经验调整,且不能够根据模型变化而变化的问题,提出了 一种新的预测MRAS速度估计器,用于无传感器感应电机(induction machine,IM)驱动.该估计器基于有限控制集模型预测控制原理.转子转速的计算采用基于搜索的优化算法,保证了在每个采样周期转速调整误差信号最小,避免了使用比例积分控制器.实验结果表明,所提速度估计器在较宽的速度范围内都具有良好的动静态性能.

    感应电机矢量控制模型预测控制模型自适应无传感器控制

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    基于卷积双向长短时记忆模型的风电机组故障预测

    朱彦民李忠虎杨立清王金明...
    10790-10797页
    查看更多>>摘要：随着风电产业的快速发展,大量风电机组投入使用.为使风电机组高效运行,减少因故障停机而造成的高维护成本,对风电机组故障预测方法进行研究.以一台2 000 kW双馈风电机组14个月的数据采集与监视控制(supervisory control and data acquisition,SCADA)数据为基础,建立卷积神经网络-双向长短时记忆网络(convolutional neural network-bidirectional long short-term memory,CNN-BiLSTM)算法模型,首先采用卷积神经网络剔除输入数据中的异常噪声数据,提取输入数据的关键局部特征,简化输入数据复杂度,然后将处理后的输入数据放入双向长短时记忆网络中进行有功功率预测,对有功功率真实值与预测值的残差进行分析,完成风电机组故障预测.结果表明:所构建的算法模型具备故障预测的稳定性,而且可以消除多种因素导致的误预测,比风电机组SCADA系统提前4 d做出故障预测,为避免因故障恶化而引起突然停机提供了保障.

    风电机组深度学习数据分析SCADA系统故障预测

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    基于混沌理论与麻雀优化K-means算法的变压器铁心松动缺陷分析方法

    杨洪苏马宏忠薛健侗
    10798-10807页
    查看更多>>摘要：为了更加有效地对变压器铁心状态进行分析,提出一种基于混沌理论与麻雀优化K-means算法的变压器铁心松动缺陷特征分析方法.首先,运用C-C法求解重构相空间的嵌入维数与延迟时间,重构变压器振动信号的相空间.其次,计算变压器振动信号的最大Lyapunov指数来判断系统是否具有混沌特性,选取关联维数、Kolmogorov熵作为一组混沌特征以识别铁心的松动程度.再次,将麻雀搜索算法引入K-means聚类算法优化初始中心簇的选取并使用簇中心与簇类点的位移平均值作为描述变压器铁心松动状态的定量特征.最后,将两组特征结合起来形成变压器铁心松动故障的诊断指标,为变压器铁心的松动故障诊断提供理论依据,并投入分类器进行故障诊断,验证两组特征结合的优越性.

    变压器铁心松动故障诊断混沌理论麻雀优化K-means算法

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    小尺度物体内部多磁源反演技术

    荀宇洁姜春宇王逸群张宝顺...
    10808-10814页
    查看更多>>摘要：为解决对小尺度物体内部多个磁场源反演能力差的问题,提出了小尺度物体内部多磁源反演技术.利用原子磁强计采集磁源信号,基于弱磁理论反演磁源分布,引入分布源模型、高斯-赛德尔迭代算法优化求解过程,开展正反演模型验证.同时,采用点源模型去卷积操作提升磁源的空间分辨率,去卷积前系统空间分辨率约为10 mm,去卷积后小于4 mm.结果显示磁源反演的空间位置分布大致接近真实,验证了反演技术的正确性,可用于精密仪器内部磁源的识别应用.该研究开辟了部分精密仪器内部多磁源探测的新途径.

    磁源分布磁源反演系统分布源模型高斯-赛德尔迭代算法去卷积

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    并网型退役动力电池储能系统优化控制策略

    黄志礼蔺红
    10815-10824页
    查看更多>>摘要：为实现并网型退役动力电池储能系统的安全可靠运行,基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)、模型预测控制(model predictive control,MPC)和载波移相调制,提出了一种LSTM-MPC耦合控制与载波移相调制方法相结合的退役动力电池储能系统优化控制策略.首先,利用实时电流电压,通过LSTM网络和离散模型持续预测下一时刻不同开关状态下的各相的荷电状态(state of charge,SOC)、电压、电流、输出功率;其次,计算变换器所有开关状态下对应的成本函数,建立成本函数最小的优化控制目标,将成本函数值最小的变换器状态作为下一时刻的输入状态;再次,利用系统离散模型计算出最优输出电压与系统单相总电压之比,并将其作为载波移相调制算法的占空比,生成子模块开关信号,在一个调度周期内不断迭代此过程,进行反馈校正,从而实现最优控制.最后,针对电网电压平衡和不平衡工况,从功率跟踪、SOC跟踪、负序电流抑制、功率波动抑制等方面验证了所提控制策略的有效性.仿真结果表明:所提控制策略能够有效实现并网型退役动力电池储能系统的功率跟踪、SOC跟踪.

    电池储能长短期记忆网络模型预测控制荷电状态

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    基于自注意力机制的两阶段三维目标检测方法

    彭颖张胜根黄俊富张强...
    10825-10831页
    查看更多>>摘要：为了精确地识别出交通场景下的目标障碍物,考虑到真实道路场景的复杂性和道路安全的重要性,以稀疏嵌入卷积检测(sparsely embedded convolutional detection,SECOND)模型作为基础模型,通过采取自注意力机制获得全局语义信息来增强点云表征能力,采用感兴趣区域(region of interest,RoI)检测头对候选区域生成的三维建议框进行优化,提升其检测精度方法,提出了一种基于自注意力机制的两阶段三维目标检测方法SAR-SECOND检测模型.结果表明:与现有的先进三维目标检测方法相比,SAR-SECOND在KITTI数据集上的检测精度与之不相上下,汽车整体检测精度为82.28％;行人整体精度为51.45％,骑行者整体精度为72.41％.检测结果验证了该方法的有效性.

    自动驾驶汽车三维目标检测注意力机制稀疏卷积

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    油气压裂机组无人机安全巡检路径规划

    王锁男张磊刘少胡
    10832-10840页
    查看更多>>摘要：压裂井场中的设备种类多、故障形式复杂,人工巡检难度大、效率低,故应用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)来代替人工巡检压裂井场.为了使无人机在压裂井场环境中能够进行有效的路径规划并且达到巡检的目的,提出了一种综合改进的快速随机搜索树(rapid-exploration random tree,RRT)算法来进行无人机路径轨迹规划.首先,添加改进人工势场法来改进新节点的延伸方向,随机树会受到目标点与障碍物合力的作用而更有目的性地扩展,从而提高无人机路径规划的效率.其次,加入剪枝的策略,删去随机树在扩展过程中多余的节点和折线段,缩短规划路径的长度.再次,对规划出来的轨迹做了Bezier曲线优化,使规划出的轨迹更符合无人机的运动特性,并为了防止优化后的路径轨迹与障碍物发生碰撞做了膨化障碍物处理.最后,基于机器人操作系统(robot operating system,ROS),对无人机巡检压裂井场进行了仿真实验.仿真实验表明,综合改进的RRT算法生成的路径更符合无人机的运动特性,具有路径短、耗时少的优势,并且可在避开障碍物的同时对压裂井场中的设备进行巡检.

    压裂井场无人机路径规划RRTROS

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    具有避障功能的多智能体系统编队控制

    杨宇硕肖迪刘志坚胡元...
    10841-10847页
    查看更多>>摘要：针对二维平面内多个匿名智能体,研究了多智能体系统的编队避障控制问题.目标是使得在平面内随机分布的匿名智能体在规定时间内完成避障渐进收敛到达目标圆上,然后根据编队控制律在圆上完成指定队形.基于人工势场法实现规避障碍物的功能,通过增加随机扰动解决了智能体处于局部最小值区域无法移动的问题.引入李雅普诺夫函数并通过定理证明了所设计控制律的稳定性.最后,通过模拟仿真证明了避障功能的有效性以及控制律的准确性.

    多智能体系统分布式控制人工势场法圆形编队

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    利用强化学习的改进遗传算法求解柔性作业车间调度问题

    陈祉烨胡毅刘俊王军...
    10848-10856页
    查看更多>>摘要：针对传统遗传算法在解决柔性作业车间调度问题时易陷入局部最优解、参数不能智能调整、局部搜索能力差的问题,建立以最大完工时间最小为目标的柔性作业车间调度模型,并提出一种基于强化学习的改进遗传算法(reinforcement learning improved genetic algorithm,RLIGA)求解该模型.首先,在遗传算法迭代过程中,利用强化学习动态调整关键参数.其次,引入基于工序编码距离的离散莱维飞行机制,改进求解空间.最后,引入变邻域搜索机制,提升算法的局部开发能力.使用PyCharm运行Brandimarte算例,验证算法的求解性能,实验证明所提算法求解效率较高,跳出局部最优能力更强,求解结果更好.

    强化学习遗传算法离散莱维飞行工序编码距离变邻域搜索

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