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关键词： 短期电力负荷预测   神经基扩展分析   多头注意力机制   特征融合   深度学习  

摘要： 短期电力负荷预测的准确性对智能电网平稳高效运行具有重要意义,但多种因素影响下的负荷数据具有较强的非平稳性与随机波动性,使得高精度的短期电力负荷预测面临挑战。为充分挖掘负荷序列中的趋势特征与周期性特征,准确提取与电力负荷存在潜在相关性的辅助信息特征,提升短期电力负荷预测精度,该文提出了一种基于神经基扩展分析(neural basis expansion analysis,N-BEATS)与辅助编码器的短期电力负荷预测模型。该模型包含两个并行的编码器,基于神经基扩展分析(neural basis expansion analysis,N-BEATS)模型的负荷特征编码器和基于多头注意力机制的辅助信息编码器,分别用于学习负荷数据中的时序特征与辅助信息特征。同时,构建特征融合模块将时序特征和辅助信息特征构造成联合特征向量,并设计基于门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)的预测解码器模块进行短期电力负荷预测。在GEFCom2014公开数据集上进行实验,结果表明所提方法与长短期记忆(long short-termmemory,LSTM)网络模型、卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)-LSTM网络模型、序列到序列(sequence-to-sequence,Seq2Seq)网络模型、季节自回归差分移动平均(seasonal autoregressive integrated moving average,SARIMA)模型及支持向量回归模型(support vector returns,SVR)等基线模型相比,在预测精度方面具有明显优势,平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)平均提升了24.16%。

关键词： 论文相似性检测系统   万方数据   实验外科   审稿   互联网   数据库   实时更新   在线模式  

摘要： 本刊编辑部已启用万方数据论文相似性检测系统,并将其作为审稿的一个重要工具。论文相似性检测系统为互联网在线模式,设有强大的文献对比数据库,实时更新,具有科学性和专业性.

关键词： 杠杆放大机构   轴承   有限元仿真   摆线铰链   光纤光栅   地震检波器  

摘要： 针对目前高频段信号波的研究相对薄弱的问题,设计了一种基于轴承式杠杆机构的光纤光栅高频地震检波器。该检波器以杠杆机构和其中的轴承支点为创新点,使用仿真软件对检波器模型进行了静态结构分析、模态分析和谐波响应分析。仿真结果表明:该地震检波器的仿真灵敏度为64.588 pm/g,仿真固有频率为1638.5 Hz;调整杠杆放大机构动力臂与阻力臂长度比例和摆线铰链的切割半径,得到检波器的仿真固有频率为1204.4 Hz,仿真灵敏度为75.56 pm/g。

关键词： 无线传感器网络   SSO算法   GSSO算法   定位节点  

摘要： 定位节点技术中,SSO算法的搜索能力不平衡、收敛精度低,为此,提出一种混合策略的群居蜘蛛优化GSSO算法。经试验,与SSO算法相比,GSSO算法的最差、最优、平均覆盖率分别提升8.48%、7.81%、7.91%;与wDESSO算法相比,GSSO算法的覆盖率分别提升2.81%、2.59%、2.92%,这表明GSSO算法具有很好的寻优效果,且GSSO算法的平均WSN覆盖率更高。另外,基于GSSO的DV-Hop算法,未知节点的最小、最大定位误差分别为0.34m、13.20 m,定位误差小,定位精确度高。

关键词： 机械设备   传感器   电气故障   信号处理电路   自动检测系统   神经网络  

摘要： 当前系统不能有效消除干扰信号,数据采集精度低,影响机械设备电气故障诊断,为此设计一种新的机械设备电气故障自动检测系统。采集电气故障检测数据,提取电气故障特征,根据特征判断机械设备的电气故障原因,计算纠正参数完善电气故障检测结果,线性处理电压检测曲线,完成机械设备电气故障检测。测试结果验证,所提系统能够有效消除干扰信号,保证整体功能运行稳定,相对于对比系统,响应时间更短,数据采集精度得到明显改善。

关键词： 光电编码器   动态误差   静态误差   自动检测   误差补偿  

摘要： 为了提高小型光电编码器误差检测的精度和效率,拓展编码器误差检测的应用,设计了一种误差检测系统。通过对编码器误差来源分析,以步进电机为动力,DSP芯片为数据采集与电机驱动核心,21位高精度编码器为角度基准,搭建了可进行编码器动态误差与静态误差自动检测的系统。并通过对误差的分析与拟合,实现了对编码器的误差补偿,提高了被检编码器测量精度。经实际检测验证,所设计编码器误差检测系统达到设计要求。

关键词： 光纤材料与器件   国家自然科学基金   热词分析   前沿热点   研究展望  

摘要： 光纤作为开启信息时代的关键技术之一,自诞生以来引领了信息、物理等众多相关领域的飞速发展.伴随着光纤材料与器件研究的深入和多元化,其应用领域不断扩展,在多个行业中发挥了不可替代的重要作用.本文从国家自然科学基金的视角,结合2018-2022年国家自然科学基金中人才项目、重点项目、重大项目、国家重大科研仪器研制项目、面上项目和地区科学基金项目的资助情况,对各立项项目的题目和关键词进行了热词分析,梳理了我国光纤材料与器件领域的研究现状与挑战,在此基础上分析展望了需进一步深入研究和探讨的方向与内容.

关键词： 无人机GPS欺骗攻击   联邦学习   收缩自编码器   协同检测  

摘要： GPS欺骗攻击是一种通过改变GPS信号来诱导接收机导航系统的恶意攻击,它会使无人机产生偏离运行轨迹、飞入禁飞区、强制降落等异常行为。当前对GPS欺骗攻击的检测仍存在模型训练效率较低、检测性能不高等问题,基于此,本文提出了一种无人机GPS欺骗攻击协同检测方法。该方法采用联邦学习框架,多个基站通过本地接收的无人机运行数据协同训练异常检测模型并计算异常检测阈值,进而检测无人机是否存在GPS欺骗攻击。此外,为了防止在联邦学习过程中不同基站本地训练数据分布差异过大导致模型训练效果降低的问题,本文采用收缩自编码器作为异常检测模型。与自编码器相比,收缩自编码器通过在损失函数中加入新的损失项,将训练数据样本的低维表示压缩到更小的范围内,从而使模型在训练过程中能够更好地学习训练数据样本的低维特征,提高了模型区分正常数据和异常数据的能力。基于公开数据集的实验结果表明,本文提出的方法对无人机GPS欺骗攻击的准确率、查准率和召回率分别达到了96.49%、96.03%和93.85%,比原始的自编码器提高了1.63%、0.8%和4.62%,且与采用集中式学习框架相比,本文提出的协同检测方法能够显著提高模型的训练效率。同时,本文提出的联邦学习收缩自编码器受平衡系数改变的影响最小,在异常检测阈值计算不准确的情况下仍然能够达到较好的检测结果。

关键词： 霍尔效应   亥姆霍兹线圈   角度传感器   复摆运动  

摘要： 针对现有霍尔式角度传感器所存在测量精度低等问题。基于对霍尔效应原理的探究,以霍尔电压与磁场方向的关系为基础,设计了一种基于霍尔效应的角度传感器。自制了小型亥姆霍兹线圈以提供稳定磁场,将霍尔探头固定于支撑架上,通过测量霍尔探头旋转不同角度后的霍尔电压实现角度的高精度测量,在旋转角度不大于75°的情况下,最大测量误差为0.1°。将该传感器应用于探究复摆运动,得到复摆角位移与时间关系图像,实现复摆运动状态的准确测量,所测定的摆动周期与理论值的误差仅为2.0%,证明了该装置能够实现快速响应的高精度角度测量。

关键词： 共路干涉仪   脉冲电场   集成光学   传感器   电光效应  

摘要： 针对兆伏每米(MV/m)强脉冲电场的测量需求,设计并研制了基于集成光学的共路干涉仪(CPI)小体积宽带脉冲电场传感器。基于电光效应及电光调制原理,建立了传感器的幅度和频率响应传递函数,分析了集成光学探头的接收特性,并推导了探头灵敏度和带宽随波导长度的关系。设计了适用于MV/m量级脉冲电场测量的纯光学非金属CPI传感器,提出了利用晶体宽度对测量灵敏度调控的方法,使得设计的半波电场提高了2倍以上。研制的无源探头体积小于20 mm×10 mm×5 mm、理论带宽大于4 GHz、最大测量幅度大于1.2 MV/m。研制的传感器在高空电磁脉冲(HEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)及脉冲功率等领域具有应用前景。