关键词： 数字孪生   飞行器舵回路   健康管理   电动舵机   建模与仿真   孪生应用  

摘要： 针对长航时可复用飞行器舵回路故障检测、诊断、预测中存在的可量测数据少和数据不全面的问题，本文将数字孪生引入至舵回路健康管理中。首先，本文提出了一种舵回路系统的数字孪生框架，通过AMESim和FLUENT对舵回路进行了机、电、控制和飞行动态负载的精细化建模，并实现了三相机电控制和飞行实时动态负载模型的耦合集成。然后，为解决舵回路数字孪生与物理实体在正常、舵面缺损和松浮故障等多种运行状态中保持虚实一致的问题，本文构建了舵回路虚实一致性感知方法及数字孪生动态调整机制，使得舵回路数字孪生通过在线故障感知与加载，具备持续跟踪实体变化并保持虚实一致性的能力。最后，实验表明，正常和故障下所建舵回路数字孪生虚实电流和舵角的多项时域指标的幅值与趋势均能与物理实体保持虚实一致，且经孪生扩展的数据维度可为舵回路健康管理提供更全面的数据支撑。

关键词： 综合能源系统   可靠性评估   能源品质   故障多状态  

摘要： 综合能源系统中异质能源存在品质差异，且各子系统传输特性各异，使得传统供能可靠性的评估并不完全适用于综合能源系统(integrated energy system,IES)。为此，提出一种考虑能源品质及故障多状态的综合能源系统可靠性评估方法。首先，考虑用户在供能总量和供能品质两个方面的要求，提出一种预期未供应?指标。其次，以供能品质是否满足用户期望为判据，计及异质能源传输延迟性，对传统的供能可靠性评估指标进行修正。再次，考虑气、热系统传输过程的动态特性，建立综合能源系统的多状态转移模型。最后，通过算例仿真验证所提方法的有效性，分析故障多状态转移模型及供能可靠性指标修正对IES可靠性评估结果的影响。

关键词： 分布式光伏   多模无人机视频   云平台   光伏故障检测   注意力机制  

摘要： 工业园区分布式光伏发电存在布局分散、故障检测环境复杂及安全运维等级要求高等特点。分布式光伏故障检测面临故障样本稀缺和单模态数据信息不足等问题。基于此，提出基于多模态无人机视频的分布式光伏典型故障检测算法及其云平台实现。为提升模型对小样本光伏故障特征的学习能力，引入CBAM卷积注意力机制、CARAFE上采样及BiFPN加权双向特征金字塔网络改进YOLOv5s模型。自建多模态小样本光伏故障数据集MulSun并进行性能评估，结果表明本文改进的YOLOv5s模型可实现95.3%的识别准确度，主要性能优于其它对比模型。以本算法为基础研发面向无人机视频的分布式光伏故障检测云平台系统。在分布式工业园区现场的测试结果表明，研发的云平台系统具有高效成本低、易部署、云访问等特点，能满足工业园区高效低成本的光伏板故障巡检的实际应用需求。

关键词： 雷击干扰   多重分形谱   多项式拟合   故障识别   辅助判据  

摘要： 为了解决高压直流输电线路保护易受雷击干扰影响的问题，提出了一种基于多重分形谱二次多项式拟合的直流输电线路雷击干扰与故障识别的新方法，这是首次将多重分形算法应用于区分雷击和区内故障。该方法通过计算电压暂态信号的多重分形谱，并利用其二次多项式拟合函数的最高次项系数来表征电压信号的波动程度，从而实现对雷击干扰与故障情况的辨识。仿真结果显示，该方法不仅能准确识别雷击干扰和故障，而且识别速度快。此外，多项式拟合系数能够更好地表征不同信号的波动差异。因此，该方法可作为高压直流输电线路保护的一种辅助判据，对于进一步提高直流输电线路保护的可靠性具有重要意义。

关键词： 配电网   单相接地故障   故障选相   故障选线   有源消弧装置  

摘要： 选相选线是配电网单相接地故障有效治理的关键环节。针对现有选相选线方法在高阻接地故障时辨识能力不足、适应性差的问题，该文提出一种基于特征电流变化量的配电网高阻接地故障主动选相选线方法。首先，分析了单相接地故障前后零序电压特征分量的变化规律及其响应机理；其次，通过对比健全相与故障相特征电流变化量辐角主值(characteristic current variation principle value，CCV-PV)的特性差异，构建了基于母线CCV-PV的故障主动选相方法；再次，通过比较健全馈线与故障馈线的CCV-PV特性差异，构建了基于馈线CCV-PV故障主动选线方法。理论分析和仿真验证表明：仅需有源消弧装置注入特征电流即可实现接地故障的主动选相和选线，并且所提方法在高阻接地故障、三相零序不对称、非同步采样等复杂场景下均具有较高的灵敏度。

关键词： 风力发电机   损耗   温度   多场耦合   固有参数   有限元  

摘要： 针对永磁同步风力发电机运行过程中因固有参数摄动导致电感和磁链计算精度偏低的问题，提出一种计及多场双向耦合效应的永磁同步发电机（permanent magnet synchronous generator， PMSG）电感与磁链摄动分析的方法。以一台2 MW永磁同步风力发电机为例，首先，根据电磁学和传热学理论，分析PMSG热源，建立电磁损耗模型，结合永磁同步风力发电机的螺旋水道结构，分析PMSG温升，建立温度-流体场模型，根据多物理场耦合机制建立PMSG电磁-温度-流体的多场双向耦合模型；其次，基于电磁-温度-流体场双向耦合模型，采用有限元交替迭代方法计算不同温度下PMSG的电感和磁链数值；最后，利用最小二乘法进行电感和磁链的数据拟合，得到风电工程背景下额定工况中PMSG电感和磁链的表达函数。与冻结磁导率法、有限元法进行对比分析，该方法获得的永磁同步风力发电机电感和磁链的摄动特性与表征方法有效且精确。

关键词： 风电机组齿轮箱   故障诊断   深度学习   信息融合   无阈值递归图   注意力机制  

摘要： 针对风电机组齿轮箱故障振动信号的非线性、特征信息混叠和诊断精度低等问题，结合时域特征分析与多传感器信息融合技术，提出一种无阈值递归图（NRP）与深度学习相结合的早期故障识别方法。首先，将时域指标作为特征参数并采用特征级与数据级融合技术构建数据信息；其次，采用NRP将一维数据信息转换为二维彩色可视特征图；然后，构建一种Alexnet-SENet网络结构，利用嵌入SENet注意力机制的改进Alexnet使其自适应选择并重点搜索结构与节点的关键特征信息。最后，以华中科技大学行星齿轮箱动力学试验平台采集的振动数据集为实例，结果表明该方法的诊断准确率为99%，能更有效地提取故障特征信息，具有更高的分类诊断精度。

关键词： 数字岩心   泥质致密砂岩   有限元   分水岭算法   纵横波速度  

摘要： 基于三维X射线CT图像重构的数字岩心模型，是目前计算岩石纵横波速度的重要方法，但由于CT图像难以准确区分致密砂岩中泥质和岩石碎屑颗粒，利用X射线CT图像研究泥质致密砂岩纵横波速度难度较大。本研究通过建立二维数字岩心模型，开展有限元模拟，讨论泥质含量、分布形式以及微孔隙的发育程度对岩石弹性参数的影响，基于影响岩石弹性参数的主控因素，探索利用三维数字岩心模拟泥质砂岩纵横波速度的可行性。研究表明：分散泥质以及骨架结构泥质对岩石体积模量影响较小，颗粒-颗粒接触面结构泥质对体积模量影响较大，三种泥质分布形式对剪切模量影响相当；泥质含量对岩石体积模量的影响小于泥质分布形式，而泥质含量对剪切模量的影响大于泥质的分布形式；与分散泥质相关的微孔隙对岩石弹性参数影响较小，而岩石弹性参数对与骨架结构泥质和颗粒-颗粒接触面泥质相关的微孔隙敏感，且微孔隙增加对剪切模量的减小大于体积模量。根据上述模拟结果，针对泥质砂岩建立了基于三维分水岭算法的颗粒-颗粒接触面泥质模型，模拟结果与实测值吻合较好。

关键词： 运载火箭   动力系统故障   故障检测与诊断   自适应遗传算法   神经网络  

摘要： 针对运载火箭动力系统的推力偏移损失故障，提出基于自适应遗传算法反向传播（Adaptive Genetic Algorithmbased Back Propagation,AGABP）神经网络的推力故障在线检测和诊断方法，仅依据箭载传感器测量得到的火箭运动信息，实现对推力损失故障的低延迟、高精度在线检测和诊断。首先根据我国某型运载火箭数据及推力故障类型进行六自由度建模，并将过载和视加速度等对故障敏感的历史状态信息作为输入进行网络训练；其次通过自适应遗传算法调整BP神经网络中初始权重，从而得到优化后的网络参数；最后对得到的运载火箭推力偏移损失故障在线诊断模型进行六自由度在线仿真验证。数值仿真结果表明，与传统BP网络相比，基于AGABP的方法收敛速度快，迭代次数少，故障定位准确率为96.51%，故障定位延迟在0.1s到2s之间，94.19%的样本预测推力下降程度与实际推力下降程度之差在20%范围内。