关键词： 土体大变形   稳定节点光滑有限元法   隐式有限元框架   自适应网格重划分   任意拉格朗日-欧拉法  

摘要： 岩土工程常涉及土体大变形问题，采用基于小变形假设的有限元法对其进行分析会产生较大计算误差或因网格畸变而导致计算中断。分解任意拉格朗日-欧拉（ALE）法将网格变形与材料变形分离，分别执行更新拉格朗日（UL）步与欧拉步以便克服网格畸变引起的计算精度降低或计算终止问题。将稳定节点光滑有限元（NsFEMstab）法与ALE法相结合，提出一种新的NsFEMstab-ALE法，并提出一种用于网格自适应调整策略的动态布点法。以刚性基础地基大变形问题为例，对NsF EMstab-ALE进行检验，数值结果表明：（1）基于网格自适应调整策略的动态布点法能够有效解决大变形引起的网格畸变问题，实现网格疏密平滑过渡，确保大变形模拟过程中整个网格单元具有良好质量；（2）应用NsFEMstab-ALE法时，能够获得与参考文献相符荷载-位移响应曲线以及合理的等效塑性应变云图和网格变形图。

关键词： 模拟电路   故障诊断   连续小波变换   二维时频图   EfficientNetV2  

摘要： 针对模拟电路早期软故障诊断困难问题，提出了一种基于卷积神经网络EfficientNetV2的模拟电路早期软故障诊断方法，该方法使用扫描信号作为被测电路的激励信号，采集被测电路输出端基于各种软故障的原始信号，利用连续小波变换进行时频分析，将输出的时域故障信号转化为二维时频图，作为EfficientNetV2网络的输入，利用EfficientNetV2网络提取模拟电路的故障特征，确定元件的故障类型，实现电路的故障诊断，用Sallen-Key带通滤波电路和四运放双二次滤波电路进行了仿真实验，实验结果表明，该方法在测试电路上表现优异，测试电路的诊断准确率均高达99.6%。

关键词： 改进BP神经网络   轨道交通   不间断电源设备   设备故障   故障检测系统  

摘要： 轨道交通不间断电源设备的工作状态复杂多变，其中存在大量非线性关系，使得电源设备的工作状态变得更加复杂多变，不同因素之间相互影响，导致故障检测的难度增加。为保证轨道交通不间断电源设备的运行安全，设计并开发了电源设备故障检测系统。改装电源工作温度、电流/电压传感器，调整信号采集器、转换器和处理器的内部组成结构，实现硬件系统的优化。从物理和逻辑两个方面，构建系统数据库，为数据存储提供空间。模拟轨道交通不间断电源设备工作过程，确定设备故障的检测标准。利用硬件系统中的传感器设备，采集电源设备的工作数据，利用改进BP神经网络提取电源设备工作特征。采用特征匹配的方式得出轨道交通不间断电源设备的故障类型检测结果，以可视化的形式输出故障检测结果。通过系统测试结果得出结论：与传统故障检测系统相比，优化设计系统的故障类型错误检测率降低约30%，平均故障量检测误差为1.00kWh。

关键词： 有限元   刚度矩阵   反问题   损伤识别  

摘要： 结构的振动信息是损伤识别中关键的原始资料，为了能更好确定结构的损伤情况，本文采用泛函分析中魏氏逼近原理对结构模态反问题进行研究，提出一种新的基于结构振动信息的损伤识别方法。该方法通过建立结构模型的整体刚度矩阵及质量阵，结合矩阵特征值，构建结构频率关于损伤变量的偏导数，在此基础上，推导出损伤前后频率、振型、损伤程度和损伤位置之间的关系式，进而根据结构已知的振动信息确定损伤位置或损伤程度。以悬臂梁为例的数值结果表明：基于魏氏逼近原理构造的新型损伤识别方法对结构一阶模态的识别效果较好，可以准确识别损伤状态，验证了该方法的可行性与有效性，具有一定的工程实践意义。

关键词： 塔式起重机   有限元仿真   Kriging近似技术   有限元修正方法  

摘要： 研究塔机一类复杂机械结构时,有限元模型计算结果与真实结构的力学响应存在着一定的偏差,有限元模型修正方法可以在一定程度上减小这种偏差.针对既有塔机主结构的有限元建模进行研究,通过选取合适的模型参数,构建真实塔机结构的仿真模型,结合Kriging近似技术,利用实测塔机数据对该仿真模型的参数进行修正,得到修正的塔机有限元模型.通过对比真实塔机与修正模型的力学响应数据,验证了对于既有塔机主结构有限元模型的建立问题,基于Kriging近似技术的有限元模型修正方法是有效的,并得到了可以再现实际塔机载荷变形情况的有限元修正模型.

关键词： UPFC   输电线路保护   故障检测   故障分类   TET  

摘要： 为应对统一电力流控制器对传统距离保护的影响，提出了一种新的输电线路故障检测与分类方案。方案运用瞬态提取变换算子进行快速故障检测，继而通过BP神经网络、支持向量机、决策树和随机森林等分类器进行故障分类。仿真结果表明，TET特征使BP神经网络、支持向量机、决策树和随机森林分类器的平均分类准确率分别达到99.71%、99.82%、99.89%和99.93%，检测时间均在5 ms以内。该方案在OPAL-RT实时仿真平台上的验证也证实了其有效性，可快速准确地检测和分类UPFC补偿线路的各种故障。

关键词： 大型呼吸机   低噪声系统电源   故障信号   小波变换技术   自动检测模块  

摘要： 大型呼吸机在运行时，由于环境噪声与故障信号在频域和时域上可能发生重叠或混叠，传统的故障检测模块往往难以准确区分这两者。这导致在提取故障特征时，模块容易受到噪声的干扰，进而对整体的检测性能产生负面影响。为此，本研究设计一种针对大型呼吸机故障信号的自动检测模块。模块配备了低噪声系统电源，为呼吸机提供稳定电力支持，并设计了高效的通讯电路以确保数据传输的顺畅。通过ADC自动化采样程序精准采集关键信号，运用小波变换技术去除噪声，并对处理后的信号进行时-频分析，提取故障特征。结合智能分类算法，模块能够准确识别出各种故障类型。测试结果显示，该模块具备出色的RASIS性能，完全满足大型呼吸机故障检测的需求。

关键词： 故障辨识   行波   数据立方体   CNN   深度学习  

摘要： 配电网故障的准确辨识是故障选线、定位与线路恢复的基础，对用户供电可靠性具有重要意义。针对现有方法易受局部测点影响、可泛化能力差等问题，提出了基于时空数据立方体的配电网故障辨识方法。论文分析了不同类型故障、扰动信号传播特征差异性，揭示了利用整个网络全景故障数据的优越性。论文对故障信号进行时频分解得到时频谱图，将不同测点的谱图进行堆叠，构建得到时空数据立方体。最后提出了基于3维卷积核的卷积神经网络模型，以时空数据立方体为基本数据单元输入网络模型，通过3维卷积核的卷积操作实现对数据立方体的特征挖掘与故障辨识。经过大量的仿真与现场试验验证，论文方法可以准确区分不同故障与扰动类型，对高阻接地故障辨识具有较高的准确度，抗噪能力较强。

关键词： 单相接地故障   故障定位   累加向量求和   变分模态分解  

摘要： 为探究适用于小电流接地系统的故障定位方法，本文提出一种基于暂态信息融合的小电流系统单相接地故障区段隔离方法。首先，利用断路器提取线路上的零序电压以及各区段零序电流等明显的暂态参数信息，采用变分模态分解对提取的暂态信息进行去噪、滤波处理，获得有效且稳定的信号特征。其次，通过零序电流幅值和零序电流五、七次谐波相角累加测度，判断出故障上下游。对于中性点经消弧线圈接地系统，以零序电流稳态幅值与故障区段最大值作为判断依据。对于中性点直接接地系统，设置特殊函数进行故障区段区分，零序电流阈值进行定位。最后，以Simulink平台搭建的小电流接地系统故障选线模型为基础，对单相接地故障下的准确度进行仿真校验。结果表明该方法不受故障电阻、故障发生位置、故障时刻和系统接地方式的影响，有着良好的准确度和鲁棒性。

关键词： 航空发动机   气路突变故障   稀疏诊断   正交匹配追踪(OMP)   改进正交匹配追踪(IStOMP)  

摘要： 针对常规突变故障稀疏诊断的正交匹配追踪算法(Orthogonal Matching Pursuit， OMP)中选择单原子进行匹配，仅获得故障状态下原子全局最优稀疏特征，导致对部分故障诊断结果仍存在误差过大和计算效率不高的问题，本文结合特征原子筛选策略和内积门限设定，挖掘原子局部稀疏特征并筛选多个原子进行匹配，提出了基于改进正交匹配追踪(Improved Stage-wise Orthogonal Matching Pursuit， IStOMP)的气路突变故障稀疏诊断方法，以提高对气路部件突变故障诊断效果。通过典型气路突变故障仿真计算结果表明：IStOMP算法解决了OMP算法由于单原子匹配导致部分故障误差过大现象，有效提升了突变故障匹配跟踪的精度，求解速度较扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter， EKF)算法和OMP算法分别提升了35.53%和52.58%。