光伏热斑图像有效区域分割算法研究

根据光伏热斑图像的特征提出一种基于局部统计特征的有效区域分割算法。以图像局部标准差衡量图像局部灰度一致性,标记图像中局部灰度一致性高的区域,提出基于矩形尺寸及矩形内部有效区域比例的区域判别方法对背景区域进行去除,应用形态学运算处理所得区域,得到最终分割结果。实验结果表明:该算法可准确、有效地对光伏热斑图像有效区域进行分割,且效果优于边缘检测和区域生长算法。     

基于灰度阈值自优化模型的球墨铸铁珠光体数量评定

以球墨铸铁为对象，通过图像灰度处理与二值化处理、珠光体与石墨连通域逐个提取、各区域灰度均值求解、灰度阈值自优化模型建立、珠光体数量分级与评定的技术路径，实现金相显微图片中铁素体区域、珠光体区域与石墨区域的有效分离。以某型号柴油机机身铸件材料为对象，验证珠光体数量自动评定方法的正确性。解决人工评定的主观性问题，同时显著提升金相检测的效率。     

基于数字图像处理的风电机组叶片裂纹损伤识别方法研究

为实现风电机组叶片损伤检测的高效化、智能化、便捷化,研究一种基于数字图像处理技术的风电机组叶片裂纹损伤识别以及裂纹类型判断和特征参数提取的方法。以无人机采集的风电机组叶片图像为研究对象,通过对比灰度化、滤波、阈值分割等图像处理步骤的多种算法,对形态学处理方法进行改进,首先选用平均值法对叶片图像进行灰度处理,其次使用中值滤波对图像进行去噪处理,再次使用Otsu阈值分割以实现裂纹区域的分割,然后基于改进的形态学方法提取出完善的叶片裂纹损伤区域,最后基于连通域原理完成裂纹区域的框取。基于上述算法设计风电机组叶片裂纹损伤识别系统以实现叶片裂纹图像检测的可视化处理、裂纹类型判断及裂纹特征参数提取等功能。结果表明,该系统对于风电机组叶片裂纹损伤检测具有可靠的识别精度,识别准确率为85%,实现了风电机组叶片裂纹损伤的自动识别与特征参数提取,提高了叶片裂纹损伤的检测效率。     

窄矩形通道中欠热流动沸腾气泡图像分割方法

为快速且准确地计算气泡行为参数,本研究针对窄距形通道中欠热流动沸腾的气泡图像,提出了一种气泡分割方法.首先,对实验图像进行滤波,背景差值等操作消除背景噪声,提高两相之间对比度;然后,利用双阈值法获得气泡图像二值图;最后,依据气泡特征选择合适的结构元素,并利用形态学操作完成气泡图像分割.实验结果表明,该方法所得气泡图像分割结果有效消除复杂背景,气泡形状、大小及位置均与实验图像符合较好.因此,该方法能够对窄矩形通道中欠热流动沸腾的气泡图像进行快速有效的分割识别.     

基于灰度聚类的光伏红外热斑图像分割方法

针对光伏红外热斑检测问题，提出一种曲线拟合结合图像聚类的热斑红外图像处理方法。首先，将图像灰度变换处理后，采用高斯最小二乘拟合确定聚类中心点；然后，针对传统模糊C均值噪声鲁棒性较差的特点，加入邻域空间影响以及用核距离代替欧式距离的模糊C均值算法对热斑图像进行聚类；最后，根据拟合图进行灰度多阈值分割。实验结果表明：该方法能将光伏组件损坏程度进行量化，区域进行分层，抑制红外图像噪声，提高检测热斑效率的同时，分割准确率可达86%以上。     

采用时—频分割的改进全局阈值的暂态电能质量信号降噪

针对噪声成分严重影响电能质量扰动信号分析的问题,引入基于时—频分割的图像平滑改进全局阈值的方法开展电能质量信号降噪。通过时—频分割,降低对信号整体采用统一阈值降噪导致的高频域微弱扰动成分损失缺陷。首先,通过S变换对电能质量信号进行时—频分析,根据不同扰动信号扰动成分时—频域分布特点,开展时—频分割;然后,利用图像平滑改进全局阈值降噪方法针对不同时—频区域计算最优阈值,开展去噪处理;最后,采用S变换逆变换对降噪后的信号进行波形还原。仿真试验表明,该方法有效降低了噪声干扰,且改善了采用单一阈值降噪导致的波形失真问题。     

自适应阈值二值法提取湍流火焰前锋面结构

采用局部自适应阈值的二值方法,提取预混湍流火焰前锋面结构,介绍了其算法原理,自适应阈值法结合图像全局信息,根据局部像素信息选取当地阈值二值化图像,并利用种子生长法除噪,得到清晰的火焰边界.在不同压力条件下,对比甲烷/空气预混湍流火焰OH-PLIF图片利用本算法和传统二值方法以及Matlab自带边缘提取算法的处理结果.结果表明,当图像对比度不均匀或边界模糊时,传统二值法和Matlab自带边缘算法出现严重噪声,导致火焰前锋面无法分辨,而本方法仍能得到清晰连续的火焰前锋面.     

基于图像处理的光伏局部阴影区域分割方法

为解决真实场景中光伏组件局部阴影区域分割受环境干扰的问题,该文提出基于图像处理的光伏局部阴影区域分割方法。根据光伏组件特征用改进的阈值分割方法提取组件边框,采用Hough变换检测组件边框线段,计算包围边框线段端点的最小凸包作为感兴趣区域。在感兴趣区域内再次使用改进的阈值分割方法提取局部阴影区域。用模拟仿真图像和真实场景图像验证该文所提方法的有效性,实验结果表明：所提方法可准确分割出光伏组件上的局部阴影区域且保持了遮挡区域的细节信息。与多阈值分割方法和基于Canny边缘检测的分割方法相比,该文所提方法的错误分类误差更小,类别像素准确率更高。     

基于桶排序和电压离散度阈值的MMC子模块电压均衡算法

传统的MMC-HVDC子模块电压均衡冒泡排序算法存在时间复杂度高、子模块投切频繁的缺点。该文提出了一种结合桶排序算法与子模块电容电压离散度阈值的MMC-HVDC子模块电容电压平衡算法。引入电压离散度阈值,将当前周期的电容电压序列与阈值进行对比,形成高压、中压、低压3组;根据桶排序的思路对3组电压序列进行区间分割;依据桥臂电流方向确定不同区间子模块的投切次序。最后通过MATLAB和PSCAD/EMTDC进行仿真,验证了所提算法在降低时间复杂度和功率模块开关频率上的有效性。     

功率阈值对重型柴油车实际道路排放结果的影响研究

为分析重型柴油车实际道路便携式车辆排放测量系统(PEMS)试验的排放特征及功率阈值对排放结果的影响,选取满足国六b阶段排放要求的3辆重型柴油车进行实际道路排放测试,并在不同功率阈值和时序窗口下进行了排放分析。结果表明:依据国六标准功基窗口分析方法,随着功率阈值从20%逐渐降低到最小值, NOx比排放基本呈上升趋势。且有可能在达到某一窗口功率阈值后,排放急剧增加。若直接以达到50%窗口的功率阈值来评价车辆排放,可能使得最终NOx比排放忽略排放较高的低功率窗口,从而导致评估结果偏低。在本研究中,这类窗口占总窗口的29%以上,与总窗口计算相比,排放偏低了42%以上,这种排放情况不容忽视。为了更全面地覆盖实际道路运行情况,建议使用全窗口计算结果来评估车辆排放。     

The effect of multiple cracks on the leak-before-break case of pipe

The growth/coalescence behavior of multiple cracks is investigated through computer simulation to present the effects of multiple cracks on the pipe leak-before-break (LBB) case. For the multiple crack behavior simulation, randomly distributed initial cracks are postulated in a typical vulnerable zone (such as weld) of pipe. The parameters such as the initial crack number, initial crack locations, initial crack lengths and the growth rates of the cracks are taken as random variables. Different crack distribution parameters, different crack growth laws, and different crack interaction rules are adopted to examine the sensitivity of the LBB case to these factors. The simulation results show that the effects of multiple cracks on the LBB case are different for different failure mechanisms, while the general trend is that multiple cracks always lead to shorter leak-free lifetimes and shorter allowable response time. Moreover, the undesired situation of sudden catastrophic break without previous leak may also be derived in the cases where the amount of initial cracks is large and the degree of crack interaction is strong.     

基于不变性广义霍夫变换的绝缘子串风偏角检测

以风偏跳闸为背景,实时监测绝缘子串风偏角为目的,提出了一种基于不变性广义霍夫变换(IGHT)的绝缘子串边缘特征匹配算法,实时检测绝缘子串的风偏角。对从输电线路杆塔采集到的彩色图像进行中值自适应滤波处理,滤除噪声;对图像进行灰度化处理后,对连续的三帧图像进行帧间差分并二值化处理提取绝缘子串的边缘特征;再通过不变性广义霍夫变换根据保存在数据库中的绝缘子串边缘特征模板匹配绝缘子串局部特征,确定绝缘子串两端端点的坐标,进而计算出绝缘子串的风偏角。结果表明,该算法能有效计算风偏角,且具有平移、尺度、旋转不变性,同时也具有较好的匹配精度和很好的稳定性。     

基于差分和变换的高压输电线路故障行波测距方法

针对高压输电线路行波测距法中不易精确检测含噪行波的问题,提出一种新的行波奇异点检测方法。对于含噪故障行波信号,其奇异点处前向差分和后向差分之和不为零,通过求解一段时间视窗内以奇异点时刻为中心的行波差分和,得到行波的差分和信号,且无需对行波信号降噪处理。基于奇异值分解降噪和Donoho阈值处理,可将差分和信号中噪声全部滤除,从而获得精确的行波奇异点时刻。采用三个测点行波测距算法,可实现行波波速在线计算和精确的测距结果。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。     

Numerical analysis of fatigue growth of external surface cracks in pressurised cylinders

Fatigue crack growth is modelled by a novel numerical technique for various external surface cracks with initially either semi-elliptical or irregular crack fronts. The technique employs a three-dimensional finite element analysis to estimate the stress intensity factors at a set of points of the crack front, then calculates local crack advances by integrating a type of Paris fatigue crack growth law at this set of points, and finally establishes a new crack front and its corresponding finite element model. The multiple degrees-of-freedom model enables the crack shape to be predicted directly during crack growth without having to make the common semi-elliptical assumption, and therefore provides more accurate predictions. Fatigue analysis results are presented and discussed, including fatigue shape developments and deviations from the semi-elliptical shape, together with aspect ratio changes, stress intensity factor variations during crack growth and fatigue life predictions. Some of these results are also compared with those obtained by two simplified predictive methods based on one and two degrees-of-freedom models together with a stress linearisation.     

一种新型改进阈值函数的第二代小波降噪方法

为了有效去除机械故障信号中含有的噪声并提取故障特征,在小波阈值降噪的基础上,提出了一种新型改进阈值函数的第二代小波降噪方法。该方法是利用第二代小波对信号进行分解,采用新型改进阈值函数对分解信号的小波系数做阈值处理,同时引入基于类可分离性测度的降噪评价准则,实现对复杂振动信号降噪效果的评价。将所提出的方法应用于仿真信号和实测信号的分析与评价,结果表明:该方法融合了第二代小波和改进阈值函数的优点,能更好地消除噪声。     

基于显著性检测的风机叶片裂纹提取研究

在基于数字图像处理技术的风力发电机桨叶故障巡检过程中,为了提取桨叶上的裂纹,结合裂纹与桨叶对比度的特点,文章提出了一种基于显著性区域检测与连通域原理相结合的裂纹提取方法。利用灰度化和基于引导滤波器的图像增强算法对图像进行预处理。然后转变处理前景目标区域的方法,转而分析背景区域的特点,达到把背景区域去除的效果,并与连通域检测标记相结合,最终把裂纹区域提取出来。实验结果表明,基于显著性区域检测的方法能够把风机桨叶上的裂纹较为完整地标记出来。     

改进的电缆中间接头局放信号去噪方法

针对电力电缆中间接头局部放电信息检测系统实际采集到的局部放电信号含有噪声的问题,提出了一种将快速傅里叶变换与改进小波包变换相结合的处理方法,对于周期性窄带干扰,选取快速傅里叶变换来处理;对于白噪声,通过一种改进的阈值函数的小波包算法进行处理。实际应用结果表明,该方法去噪效果明显,不仅有效去除了局部放电脉冲信号中的噪声,可较好地保留了原始信号的有用信息。