关键词： 柔性低频输电   模块化多电平矩阵换流器   负序电流   自抗扰控制   能量均衡控制   环流控制  

摘要： 基于模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter， M3C)的柔性低频输电技术在中远距离海上风电送出场景下具有技术经济优势。然而，不对称故障工况下负序分量会导致M3C桥臂电容电压不均衡，影响低频输电系统的安全运行。针对这一问题，提出了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control， L-ADRC)的M3C不对称故障控制策略。首先，推导了M3C的3阶扩张状态观测器模型，采用L-ADRC进行内环电流跟踪，将dq轴之间的相互耦合视为内部扰动，从而实现了完全解耦控制，提升了系统的鲁棒性。其次，通过L-ADRC分别调节桥臂间的低频和工频环流分量，分别实现子换流器相间以及桥臂间的电容电压均衡。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性。结果表明：基于L-ADRC改进的内环电流控制器具有更快的动态响应速度，并且在负序电流抑制目标下，其有功、无功功率波动更小；同时，所提出的能量均衡策略可保证各层级的电容电压稳定，较大程度提升M3C的不对称故障穿越能力。

关键词： 改进辛几何包分解   行星齿轮箱   故障诊断   Ramanujan谱信噪比  

摘要： 针对辛几何包分解(Symplectic Geometry Packet Decomposition， SGPD)在强噪声干扰下难以实现特征有效提取的问题，提出了一种改进辛几何包分解(Improved Symplectic Geometry Packet Decomposition， ISGPD)方法。在利用ISGPD进行信号分解过程中，首先，利用辛几何相似变换理论对原始信号进行分解并重构出初始辛几何分量，对不同模态分量完成初步分割；然后，定义Ramanujan谱信噪比指标，衡量各模态分量所包含的状态信息量，避免了有效特征信息的遗失；最后，为了最大程度地滤除有效分量中包含的噪声信息，对分量信号展开多层次分解，弱化有效分量中的干扰信息。将所提ISGPD方法应用于行星齿轮箱故障仿真信号和实测信号，分析结果表明：与SGPD方法相比，ISGPD具有更强的特征提取能力、噪声鲁棒性。

关键词： 惯性导航系统   传感器故障诊断   扩展卡尔曼滤波器   故障检测与诊断  

摘要： 针对惯性传感器故障导致的导航信息不准确甚至失效的问题，本文提出了一种基于改进卡尔曼滤波的故障诊断方法。该方法通过引入迭代双模型机制，提高扩展卡尔曼滤波算法在处理非线性系统时的性能。同时采用了新型运动学模型，降低方法对湍流的敏感性，提升了算法精度。通过对仿真实验数据的评估验证并与传统方法进行对比分析，结果表明本文所提出的新方法在准确性和鲁棒性上具有显著优势，能够有效实现对惯性传感器突变以及渐变故障的诊断。

关键词： CAN总线   谐波干扰   故障诊断   深度学习   轻量化  

摘要： 由于控制器局域网（controller area network, CAN）总线在通信网络中具有重要的作用，因此保障CAN总线稳定可靠的运行至关重要。由于CAN总线的工作环境中通常含有大量的谐波，这些谐波会对CAN总线的正常工作产生影响。因此，本文提出一种基于轻量级MDCSkip-Net的CAN总线谐波干扰故障诊断方法，实现对CAN总线因谐波干扰引起故障的诊断。该方法在模型主干网络中使用均值差分卷积提取细粒度特征。跳跃连接结构和SE注意力的加入提高了模型的故障诊断性能。通过在CANHG数据集上的实验表明，该方法与其他方法相比具有良好的故障诊断性能，故障诊断准确率达到91%以上。在模型的轻量化方面，该方法具有较少的参数量和浮点数运算量。因此所提方法可以很好的适用于CAN总线谐波干扰故障诊断中。

关键词： 无人机编队   分组编队控制   不可恢复故障   同步DMPC  

摘要： 针对故障条件下的多无人机分组编队控制问题，提出一种基于同步分布式模型预测控制(DMPC)的分组编队控制算法。首先，建立了考虑虚拟领导者的分组分层控制框架；接着，对编队中的不可恢复故障进行了建模，并提出了交互健康判别机制以及“故障隔离”策略，结合分组分层控制框架，进一步提出了故障条件下分组编队控制方案；然后，将故障模型与同步DMPC理论相结合，根据“故障隔离”策略，设计了故障条件下的单组编队控制算法，并进一步根据控制方案给出分组分层编队控制算法，且基于Lyapunov理论证明了控制算法下编队系统的稳定性；最后，通过仿真验证了所设计算法在故障条件下的有效性和优越性。

关键词： 间歇过程   故障监测   核慢特征分析   并行模型  

摘要： 针对间歇过程在不同阶段呈现出多个稳态和复杂动态特性导致故障监测精确度不高的问题，提出了一种基于DDFCM-KSFA(diffusion distance fuzzy C-means algorithm-kernel slow feature analysis)并行模型的间歇过程故障监测方法。首先，采用扩散距离改进模糊C均值算法(FCM)准确划分间歇过程的不同阶段。其次，根据时间信息和对应稳态信息，建立核慢特征分析(KSFA)的并行模型，该模型利用多个局部KSFA模块来识别不同阶段操作条件之间的稳态偏差，同时，利用构建的全局KSFA模块监测时间变化以检测过程动态异常。最后，使用青霉素发酵过程和半导体蚀刻过程进行验证，结果表明所提方法不仅可以提升阶段划分准确性，而且可以提升故障监测的精确度。

关键词： 故障诊断   异步电机   匝间短路   定子故障  

摘要： 异步电机是工业、农业及自动化生产领域中应用最为广泛的动力设备之一。由于常在恶劣的工作环境下长时间高负载运行，容易引发定子绕组故障，导致电机运行异常，影响动力系统中其他设备的正常运行，甚至引发严重事故。如果能在故障初期及时进行诊断分析，即可有效避免巨大的经济损失。匝间短路是异步电机的一种常见故障类型，其在中后期的发展速度极其迅猛，如不能进行有效的状态监测与故障诊断，后果极为严重。然而，近年来缺乏对该故障进行综合性阐述的文献。为此，本文从数学原理、物理特征和电气特征三个层面介绍了匝间短路故障的诊断方法，将异步电机的匝间短路故障诊断方法分为基于解析模型、基于信号检测和基于知识的三种方法。在对这三种方法进行综述并举例说明的基础上，本文阐述了未来异步电机定子故障诊断方法的发展趋势：基于定子电流的诊断方法仍然是主流，而基于智能算法的诊断方法作为新的发展趋势将日趋成熟。

关键词： 智能故障诊断   通用基础模型   振动信号   旋转机械   模型泛化性  

摘要： 针对现有旋转机械智能故障诊断方法往往普适性较差，通常仅适用于特定型号、结构、工况、测点、载荷等场景的问题，本文建立了面向旋转机械装备的智能故障诊断通用基础模型，适用于多种常见装备、工况、测点等条件下轴承、齿轮等关键零部件的状态监测，对未知实测装备具有故障异常检测的能力，并在有少量实测数据支撑下能够快速实现对新装备的高精度智能诊断。通过挖掘多种类型旋转机械装备海量状态监测数据，提出了多源数据结构多尺度自适应对齐方法解决了不同装备数据时频结构不一致的难题，构建了多层级状态融合的智能诊断模型实现了对装备状态标注信息的高效利用，建立了对典型旋转机械装备普适性强的智能故障诊断通用基础模型，并提出了诊断通用基础模型的个体定制化适配方法，提升了模型对实测新装备适用性，并在广泛的旋转机械装备状态监测数据集上对所提方法进行了验证。实验结果表明，智能诊断通用基础模型能够直接对未知实测装备进行异常检测，在未进行监督微调的情况下，模型整体诊断准确率达到了88.5%；在少量数据微调下，能够迅速适应实测装备，实现高达98.6%的诊断准确率，表明所提出的方法具有良好的工程应用潜力，有望在工程场景下进行推广应用。

关键词： 圆钢管约束钢筋混凝土   长期持荷   轴压刚度   有限元  

摘要： 本文进行了钢管约束混凝土徐变性能试验,分析了时效作用对构件轴向变形的影响;建立并验证了钢管约束混凝土长期性能Abaqus实体有限元分析模型.通过参数分析,系统研究了圆钢管约束钢筋混凝土轴压构件中钢管轴压刚度贡献,以及收缩徐变对不同参数钢管约束混凝土构件钢管轴压刚度贡献的影响,确定了关键影响参数.研究结果表明,钢管约束混凝土轴压构件中,钢管对组合构件轴压刚度贡献显著,其占截面总刚度的比例最高分别可达15.9%.长细比的提高会显著增大钢管轴压刚度,且该影响在低含钢率构件中更为显著.收缩徐变会增大小长细比构件、减小大长细比构件钢管轴压刚度,且影响幅度在高应力水平或高强度混凝土构件中更为显著.

关键词： 道路工程   高填方边坡   有限元极限分析   抗滑桩   地下水渗流   现场监测  

摘要： 山区公路高填方路基的稳定性受填料强度和水文地质条件的影响。2023年，某高速公路K83+400 m至K83+800 m段出现了严重病害，包括路基沉降、路面开裂、结构破坏、抗滑桩倾斜以及挡土板渗水。现场调研推测病害成因是填料密实度不足和地下水位显著上升。通过GNSS技术实时监测病害路段边坡变形，其变化趋势直接反映路基边坡的稳定状态。基于有限元极限分析开展如下数值模拟：利用板单元模拟抗滑桩，并按配筋图计算截面等效强度及刚度参数，被某经典边坡案例验证有效；指定边坡两侧水头高度，计算边坡的稳态渗流场，另外可用水压力恒为零的排水线模拟深层泄水孔；先后考虑抗滑桩加固、地下水渗流以及排水措施的影响，计算典型断面高填方边坡在五种不同工况下的稳定性。对比模拟结果与实际地下水位及滑移面，证实了地下水渗流直接导致了该高填方路基失稳，也验证了相关病害处治措施的有效性。研究还发现边坡稳定性安全系数与抗滑桩桩前相对地下水位η呈负相关，当η大于0.4时，安全系数的下降趋势将加剧。本研究可为山区公路的设计、施工、运营以及应急处理提供参考。