最优知识传递宽残差网络输电线路螺栓缺陷图像分类

目的 输电线路螺栓图像具有分辨率低和视觉信息较差的特点,针对螺栓缺陷图像分类时教师网络（大模型）参数量大、学生网络（小模型）分类精度低的问题,提出了一种最优知识传递宽残差网络输电线路螺栓缺陷图像分类方法,来弥补使用大小模型进行分类任务的局限性。方法 首先改变大模型宽度,即拓宽网络特征表达维度来增加向小模型传递的螺栓缺陷知识和简化小模型结构至3个残差块;然后为了选出传递螺栓缺陷知识性能最优的大模型,提出知识偏差的概念来可视化大模型向小模型螺栓缺陷知识传递的程度,综合分析不同宽度大模型利用知识蒸馏算法与注意力转移算法分别指导小模型训练后的分类准确率,并用知识偏差来确定最优知识传递模型;最后将最优知识传递模型利用知识蒸馏算法与注意力转移算法相结合指导小模型训练,尽可能提升小模型的螺栓缺陷分类性能。结果 在自建螺栓缺陷图像分类数据集上进行了验证,结果表明宽度为5的大模型向小模型传递螺栓缺陷知识性能最优,使小模型的螺栓缺陷分类准确率提高了5.56%,小模型与最优大模型的分类准确率只差2.17%,知识偏差为0.28,且小模型的参数量仅为大模型参数量的0.56%。结论 本文提出的最优知识传递宽残差网络输电线路螺栓缺陷图像分类方法,弥补了大小模型螺栓缺陷图像分类的局限性,实现了精度与资源消耗的平衡。     

基于双重权重偏差建模的无监督域适应

无监督域适应(Unsupervised Domain Adaptation,UDA)是一类新兴的机器学习范式,其通过对源域知识在无标记目标域上的迁移利用,来促进目标域模型的训练。为建模源域与目标域之间的域分布差异,最大均值差异(Maximum Mean Discrepancy,MMD)建模被广泛应用,其对UDA的性能提升起到了有效的促进作用。然而,这些方法通常忽视了领域之间对应类规模与类分布等结构信息,因为目标域与源域的数据类规模与数据分布通常并非一致。为此,文中提出了一种基于跨域类和数据样本双重加权的无监督域适应模型(Sample weighted and Class weighted based Unsupervised Domain Adaptation Network,SCUDAN)。具体而言,一方面,通过源域类层面的适应性加权来调整源域类权重,以实现源域与目标域之间的类分布对齐;另一方面,通过目标域样本层面的适应性加权来调整目标域样本权重,以实现目标域与源域类中心的对齐。此外,文中还提出了一种CEM(Classification Expectation Maximization)优化算法,以实现对SCUDAN的优化求解。最后,通过对比实验和分析,验证了所提模型和算法的有效性。     

具有电流偏差和噪声扰动的H∞观测器在线估计电池SoC状态

针对电池管理系统采集的电流信号和电压信号往往含有有色噪声,且该噪声会明显影响电池状态估计性能的问题,把噪声看成扰动,提出了具有偏置电流估计功能的H_∞观测器用于电池SoC的在线估计。首先,建立具有电流偏差和噪声扰动的电池状态模型,其次设计具有偏置电流估计功能的H_∞观测器,并且通过仿真深入分析该观测器对SoC估计效果、去偏功能对估计性能的影响以及观测器对模型偏差的鲁棒性和参数适配性,最后通过实验分析验证了该方法的有效性。     

铁路变电站设备红外在线测温系统的应用研究

随着中国铁路的飞速发展,铁路供电系统必然要做到更高效、更高质量,铁路变电站设备的安全运行就是供电工作最根本的保障.以往采用大量人工通过手持式红外测温仪来进行设备安全巡视,安全隐患得不到及时响应,已无法满足目前之需.本文涉及的基于铁路变电站设备的红外在线测温系统,可进行24小时不间断实时智能化变电站全范围内的设备温度监控,同时能实现远程控制和智能分析,保证安全隐患的及时响应,使得变电站无人值守更实际更高效.     

一体化红外测温监测技术研究与应用

利用在线式红外热像仪、红外窗口+手持式红外热像仪、无线测温多种测温方式来监测变电站内的开关柜、带电设备的热故障,并对监测数据进行综合分析管理,为设备的状态检修提供依据。该技术的研究与应用实现了对设备表面辐射的红外光像进行非接触、远距离热成像检测,不受电场干扰,因此具有直观、准确、灵敏度高、快速、安全、应用范围广等特点,已成为电力设备健康状态监测和故障诊断的重要手段。     

执行器故障与饱和受限的航天器滑模容错控制

针对航天器姿态控制过程中同时存在执行器故障、安装偏差与控制受限的多约束问题,提出一种基于积分滑模面的自适应鲁棒姿态容错控制方法,所设计的控制器在满足执行器控制能力的饱和受限约束的条件下确保系统稳定;同时,通过引入控制参数在线自适应学习策略以提高对干扰、安装偏差以及故障变化的鲁棒性,进而减小对这些信息的依赖能力,并基于Lyapunov方法分析了系统稳定性.通过数值仿真结果表明,提出的自适应积分滑模容错控制算法能有效的保证执行器故障时航天器姿态控制系统的稳定性,并具有较强的鲁棒性.     

考虑渠道渗漏的黄羊灌区农业水资源多目标优化配置研究

为提高农业用水效率,以考虑灌区农业水分配全过程为基础,建立了多目标农业水资源优化配置模型。选取甘肃省武威市凉州区黄羊灌区总干渠下8条渠道和两种粮食作物(春小麦和地膜玉米)为研究对象,以灌区干渠及直属支渠灌溉损失最小和主要粮食作物经济效益最大为目标函数,设置3种不同的初始土壤含水率,分别使用几何加权法和最小偏差法对建立的多目标模型进行求解,结果表明:最小偏差法可以更好地解决该优化模型,且目标函数权重不宜偏向灌溉损失最小,否则会使经济效益降低; ETa相同条件下,播前灌溉比播后灌溉节水286.08×10~4m~3,播前灌溉节水效果更佳;在保证地区粮食安全前提下,为获得更大的经济收益,种植结构应向多种植玉米、少种植小麦调整。提出的农业水资源分配方案能够增大粮食作物产量、增加农民收益,为灌区管理决策提供一定的理论依据和指导。     

涔天河水电站1号机组动平衡试验

涔天河水电站1号机组自2018年6月4日开始频繁报出匝间保护启动动作,经现场查看,1号机组横差电流达0.19A(二次侧电流,动作整定值为0.14A),从机组振摆系统显示的数据来看,机组上、下导摆度以及上机架水平振动较大,严重超过国标,初步分析是由于机组转子动不平衡引起的,因此2019年1月在现场对机组进行了动平衡试验。涔天河水电站机组通过动平衡试验,判断并消除可能存在的转子动不平衡因素,优化机组的运行状态,保证了电力系统的安全运行。     

红外热像仪精确测温技术探讨

红外热像测温技术已经比较成熟,现在被广泛的应用到民用以及军事领域,且具有良好的应用效果。此项技术的应用原理,主要利用了所有温度高于绝对零度的物体,均会以电磁波的形式向环境中辐射能量,包括红外光波。而红外光波具有很高的温度效应,这样便可以利用红外热像仪来进行测温。与其他测温技术相比,热像仪测温具有更高的精确性。本文分析了影响红外热像测温技术实施效果的主要因素,并提出了相应的优化措施。     

一种自适应改进曲率扩散超声图像滤波方法

针对图像尤其是医学超声图像的边缘模糊或者缺失对图像进一步处理带来的影响,同时由于传统改进曲率扩散方程无法自适应以及迭代时间长,本文提出了一种结合高斯滤波的参数自适应的改进曲率扩散方法,并且使用统计学中的绝对偏差中值自动调整梯度阈值参数。该方法能在保留改进曲率扩散方程去噪能力的同时有效地保留图像边缘细节信息,同时减少了滤波过程中的迭代次数,从时间复杂度的方面提高了方法的效率。另外,自适应梯度阈值的采用进一步提高了改进曲率扩散方程保留图像细节信息的能力。实验结果表明,结合高斯滤波的参数自适应改进曲率扩散方法继承了改进曲率扩散的优点,同时又减少了人工干预,提高了去噪效率。