基于人脸视频的心率参数提取

为了在舒适非接触环境下检测被试者的心率变化,本文设计了一种通过普通摄像头来检测心率参数的信号处理系统。首先,将KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)算法跟踪识别到的人脸视频图像转换到YCbCr颜色空间来进行皮肤检测,并同时转换到Cg颜色通道来提取高质量的光电容积脉搏波(Photoplethysmography, PPG)信号。然后,用Morlet复小波作为母波绘制PPG信号的小波能量谱图。最后根据心率信号的生理特性,去除伪点噪声,提取随时间变化的心率参数。实验结果表明,该方法在静息状态下的测量结果同标准仪器测量结果的平均绝对值误差|M_e|小于2 bpm(beats per minute),误差的标准差SD_e小于2.5 bpm,RMSE均小于2.6 bpm;头部运动状态下两种测量方法的|M_e|均小于2.3 bpm,SD_e均小于2.9 bpm,RMSE均小于2.9 bpm。对两种测量方法进行Bland-Altman一致性分析,其测量结果显示静息状态下差值的均数■为0.295 7 bpm,95%置信区间为-3.340 1~3.931 4 bpm;头部运动状态下■为0.383 2 bpm,95%置信区间为-3.677 1~4.443 5 bpm,表明本文提出的非接触式方法的测量结果同标准仪器的测量结果具有高度的一致性。     

纳米SiO2对环氧树脂复合材料雷电冲击电压的影响

以纳米SiO_2改性环氧树脂制得SiO_2/环氧树脂复合材料,并对改性前后环氧树脂复合材料的短时过电压耐受能力进行对比研究。结果表明:随着纳米SiO_2掺杂量的增加,SiO_2/环氧树脂复合材料的介电常数和介质损耗因数均呈先减小后增大的趋势,当纳米SiO_2质量分数为3%时,改性效果最佳。根据U-N曲线,在常温下施加的雷电冲击电压幅值为50 k V时,掺杂SiO_2质量分数为3%的环氧树脂复合材料累积至击穿的雷电冲击次数达1 313次,是纯环氧树脂材料的3.23倍,研究结果可为提高环氧树脂短时过电压耐受能力设计提供参考。     

面向电力智能巡检的多机器人系统协同路径规划算法

针对在复杂电力智能巡检任务与环境下,多机器人路径规划算法计算量大、实时性差的问题,提出了面向电力智能巡检的多机器人系统协同路径规划算法。首先结合实际情况,提出了2种不同群体规模下的多机器人系统交通规则法;接着,在所提交通规则法的基础上融入单机器人路径规划算法,提出了多机器人系统协同路径规划算法,且通过加权改进提升其运行效率;最后,通过仿真实验表明了所提2种交通规则以及协同路径规划算法在多机器人系统上应用的可行性和有效性。     

软包和硬壳磷酸铁锂单体电池过充热传播研究

为了研究硬壳和软包磷酸铁锂单体电池过充工况下对周围电池的热辐射影响,本文研究了磷酸铁锂软包和硬壳电池在仅单体、两单体电池紧贴和两单体电池相距1cm三种工况下的热传播行为。试验以0.5C恒定电流分别对48Ah的软包和24Ah的硬壳电池进行过充,利用可见光监控、红外监控、多路温度记录仪分别对电池外部形貌、外部温度和电池表面温度变化进行实时监测。研究表明,过充阶段,硬壳过充电池温升65.5℃,平均温升速率0.0392℃/s;软包过充电池温升57.3℃,平均温升速率0.0143℃/s;相邻硬壳电池最高温升44℃,最大温升速率0.0312℃/s;相邻软包电池最高温升7.9℃,最高温升速率0.0063℃/s;软包电池过充后,产生的膨胀力对相邻电池影响更大,相邻电池产生的机械应力较大。试验结果可为研究模组内部硬壳或软包磷酸铁锂电池之间的热辐射影响提供理论和实验参考。     

永磁游标直线电机磁场解析计算

永磁游标直线电机(linear permanent magnet vernier motor,LPMVM)依靠磁场调制原理工作,其电枢开槽引起气隙磁导变化,为考虑齿槽效应的影响,将其气隙磁场等效为无槽气隙磁场与有槽时气隙相对磁导函数共同作用结果。用气隙磁导波法分析其基本工作机理,给出结构关系式。用分层模型法建立无槽LPMVM求解场域矢量磁位解析模型,推导出各区域磁场解析表达式。结合气隙相对磁导函数建立考虑齿槽效应时的LPMVM磁场解析模型,计算出考虑齿槽效应时气隙磁密分布曲线。解析解与有限元解结果表明:无槽时气隙磁密在切向分量和法向分量计算准确,考虑齿槽效应后基于气隙相对磁导函数的磁场解析模型适用于求解气隙磁密法向分量,且主要谐波磁场与永磁体极对数和电枢绕组极对数有关。     

三相四线制有源电力滤波器多目标优化预测控制策略研究

针对传统基于3D-SVPWM调制的矢量控制策略对谐波信号跟踪动态效果差和控制目标单一的问题,在三相四线制不对称负载系统中,提出了一种多目标优化模型预测控制策略。建立四桥臂有源电力滤波器(FAPF)基于abg坐标系的离散化数学模型,实现自然解耦控制。对预测电流做两步预测,实现对其延时效应的补偿。设置电流跟踪偏差和开关频率为目标函数,量化控制目标,预先评估各开关状态的控制效果,根据评估结果决定变流器的开关状态,省去了PWM调制环节。讨论了采样频率和加权系数两个系统参数对开关频率和电流畸变率的影响。仿真结果表明,所提策略谐波电流跟踪性能良好,可有效降低开关频率。     

基于元件故障率曲线的配电网可靠性评估和配电终端优化配置

为准确评估配电网的可靠性,提升配电终端优化配置的效率,提出一种基于浴盆形故障率函数的配电终端优化方法。运用Weibull分布对元件故障率浴盆曲线进行建模,用基于逆流传递和顺流归并的可靠性快速评估方法对配电网可靠性进行评估。在考虑元件故障率浴盆曲线的基础上,结合配电终端优化的特点,对配电终端的优化配置进行定性分析。此后,采用定量计算的方法,验证配电终端的可靠性是否满足要求。结果表明,该方法与遗传算法、动态规划、蚁群算法等优化方法相比,计算量较少。算例验证了该方法的正确性和有效性。     

一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法

为了提高电力电缆故障测距的灵敏性和准确性,提出一种基于Hilbert-Huang变换的电力电缆故障测距方法。针对电缆故障时暂态行波信号奇异性不明显问题,HHT能在不需要选择基函数的条件下对信号进行自适应时频分析,应用经验模态分解(EMD)方法对信号进行唯一分解。EMD能在保持信号良好的时域特性和频域特性的同时得到信号的时频和能量分布关系,有利于提取信号的奇异性,进而减小测量误差。通过不同方法对故障进行数值仿真测距,仿真结果表明HHT故障测距方法具有很好的优越性。     

基于波形相似度的小电阻接地系统高阻接地保护方法

零序过流保护是目前小电阻接地系统(NRS)常采用的保护方法,由于整定值过大,导致其在发生单相高阻接地故障时,易出现拒动的现象,不能对配电网系统进行可靠、灵敏的保护。针对该问题,首先由NRS发生单相接地故障的等值电路,计算可得故障、健全线路之间的零序电流幅值和相位具有较大差异,并通过在不同过渡电阻下线路之间零序电流波形的仿真对比图得到验证;然后采用了根据Pearson相关系数对各条线路零序电流波形进行相关性计算,得出每条线路与其他线路相似度的平均值,根据故障线路平均相似度最低,实现对故障线路选择的保护方法;其次搭建了NRS单相接地故障模型和控制论电弧模型,设置典型的故障条件进行仿真,验证了该方法在NRS发生高阻故障时的有效性。结果表明在不同的接地故障类型、过渡电阻、故障点距离、故障时刻相位角等典型故障工况下,本方法均能正确选择出故障线路,将系统的耐受过渡电阻值提高到1 500Ω;而且对装置的要求不高,在实际工程上具有一定的应用价值。