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基于卷积变分自编码和多头自注意力机制的断路器剩余机械寿命预测
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作者 孙曙光 王泽伟 +2 位作者 陈静 黄光临 王景芹 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期106-118,共13页
针对万能式断路器退化过程的不确定性,考虑到振动信号对机械性能退化的完善表征,提出了一种基于卷积变分自编码(CVAE)和多头自注意力机制(MSA)的断路器分闸机械机构寿命预测方法。首先依据断路器不同的事件区间提取参数特征,再通过CVAE... 针对万能式断路器退化过程的不确定性,考虑到振动信号对机械性能退化的完善表征,提出了一种基于卷积变分自编码(CVAE)和多头自注意力机制(MSA)的断路器分闸机械机构寿命预测方法。首先依据断路器不同的事件区间提取参数特征,再通过CVAE挖掘信号成分中的深度特征,将参数特征与深度特征融合得到完备退化特征,最后建立GRU-MSA的定量寿命预测模型,引入了多头自注意力机制,在多个不同表征子空间中捕捉信号的不同依赖关系,对重要的时间步赋予更大的权重。最后利用3台试品的振动信号测量数据对所提断路器分闸机械机构寿命预测方法进行测试,结果表明,所提出的方法在3个数据集中寿命预测均方根误差(RMSE)分别为141.46、128.75和134.16,平均绝对误差(MAE)分别为112.17、101.52和106.22,预测精度高且稳定性好,相对于其他混合预测模型更具优势。 展开更多
关键词 万能式断路器 卷积变分自编码 多头自注意力机制 剩余寿命预测
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基于振动-电流广域特征与软共享机制的断路器多故障诊断
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作者 孙曙光 杨飞龙 +2 位作者 陈静 黄光临 王景芹 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期46-59,共14页
万能式断路器机械结构复杂,其产生的故障具有多源性,对多源故障进行失效溯源分析是十分必要的。然而,传统的多任务诊断方法不能很好地处理任务间存在的干扰问题,导致故障识别率降低。针对此问题,提出一种基于振动-电流广域特征与软共享... 万能式断路器机械结构复杂,其产生的故障具有多源性,对多源故障进行失效溯源分析是十分必要的。然而,传统的多任务诊断方法不能很好地处理任务间存在的干扰问题,导致故障识别率降低。针对此问题,提出一种基于振动-电流广域特征与软共享机制的多故障诊断方法。首先利用TKEO与DTM,实现分合闸振动信号片段的精准分割,在此基础上分别融合触头动作关联振动信号和附件电流信号的广域特征信息合成彩色图像样本以丰富故障表征信息。然后基于多任务学习的软共享机制构建多故障诊断模型,并通过自适应加权方法来自动的调整两个任务损失函数的权重比例,消除了任务间的相互干扰,进而提高了故障诊断的性能。最后分别从合闸和分闸两个过程进行实例分析,结果表明本文所提方法在两个任务的分类准确率分别达到了99.78%和99.85%,可以有效地实现万能式断路器多故障诊断。 展开更多
关键词 万能式断路器 广域信息融合 多任务学习 多故障诊断
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Ce-C共掺杂SnO_(2)导电性能和力学性质的第一性原理研究 被引量:3
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作者 阳建宇 王景芹 +3 位作者 朱艳彩 张广智 胡德霖 黄光临 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2021年第8期1-8,共8页
AgSnO_(2)触头材料由于优异的性能成为代替AgCdO的电接触材料之一,但由于SnO_(2)导电性能较差以及硬度大,会使材料变脆,容易形成裂纹,降低了AgSnO_(2)触头的使用寿命。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了稀土元素Ce和C单掺杂... AgSnO_(2)触头材料由于优异的性能成为代替AgCdO的电接触材料之一,但由于SnO_(2)导电性能较差以及硬度大,会使材料变脆,容易形成裂纹,降低了AgSnO_(2)触头的使用寿命。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了稀土元素Ce和C单掺杂以及共掺杂SnO_(2)的导电性能和力学性质。通过超晶胞结构优化后的能量计算,得到了超晶胞的晶格常数、掺杂形成能、能带结构、态密度、弹性常数和德拜温度。结果表明:通过掺杂后的带隙值减小,增加了杂化轨道,能够提高SnO_(2)的导电性能以及改善SnO_(2)的脆韧性,从而改善AgSnO_(2)触头的成型和使用寿命。相对于Ce、C单掺杂,Ce-C共掺杂时的电子有效质量减小,并且带隙宽度变窄,Ce-C共掺杂SnO_(2)的导电性能更好,硬度的改善更大。 展开更多
关键词 第一性原理 Ce-C共掺杂 导电性能 力学性质
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Cr、La共掺杂SnO_(2)电子结构和力学性能的第一性原理研究 被引量:2
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作者 许婧婷 王景芹 +2 位作者 张广智 胡德霖 黄光临 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期7124-7131,共8页
电触头材料AgSnO_(2)的第二相SnO_(2)是一种硬度高较脆,难以加工的宽禁带半导体材料。基于密度泛函理论的第一性原理和平面波超软赝势法,应用Materials studio软件下CASTEP模块建立Cr、La单掺、共掺SnO_(2)晶胞模型,掺杂比例为16.67%,... 电触头材料AgSnO_(2)的第二相SnO_(2)是一种硬度高较脆,难以加工的宽禁带半导体材料。基于密度泛函理论的第一性原理和平面波超软赝势法,应用Materials studio软件下CASTEP模块建立Cr、La单掺、共掺SnO_(2)晶胞模型,掺杂比例为16.67%,几何优化后分别计算焓变值、电荷布局、能带结构、态密度、弹性模量,分析研究掺杂后SnO_(2)电学性能和力学性能的变化。结果表明,各SnO_(2)体系在热力学和动力学上都是稳定的,掺杂后Sn-O键布局数减小,Sn、O间电荷重叠减弱,O原子向杂质原子Cr移动,Cr-O成键能力强,共价性高,电子转移剧烈。掺杂后带隙值减小,导电性提高,其中Cr-La共掺SnO_(2)体系由于Cr 3d和La 5d轨道的杂化作用,在费米能级处形成杂质能级,电子跃迁所需能量大幅减小,导电性最好。力学性能方面,各SnO_(2)体系的剪切模量和杨氏模量变化趋势是相似的。单掺Cr可提高SnO_(2)抵抗剪切形变和弹性形变能力,硬度、刚度增强,韧性、延展性较差.单掺La和共掺Cr-La可提高SnO_(2)韧性,减小硬度,改善加工性能。 展开更多
关键词 SnO_(2) 电触头材料 第一性原理 导电性 加工性能
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Cr-Y共掺杂AgSnO_(2)触头材料性能的仿真与实验
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作者 许婧婷 王景芹 +3 位作者 朱艳彩 张广智 胡德霖 黄光临 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3518-3529,共12页
采用掺杂改性的方式改善AgSnO_(2)复合触头材料的电性能和加工性能。基于密度泛函理论的第一性原理,对掺杂Cr-Y、Cr-Ce的SnO_(2)超晶胞进行弹性常数的仿真计算,筛选出力学性能较好的稀土元素Y进行电性能的仿真与实验。从能带结构和态密... 采用掺杂改性的方式改善AgSnO_(2)复合触头材料的电性能和加工性能。基于密度泛函理论的第一性原理,对掺杂Cr-Y、Cr-Ce的SnO_(2)超晶胞进行弹性常数的仿真计算,筛选出力学性能较好的稀土元素Y进行电性能的仿真与实验。从能带结构和态密度分析Cr、Y单掺杂和共掺杂对SnO_(2)电子结构的影响,结果表明,掺杂后SnO_(2)能带隙减小,电子跃迁所需能量降低。采用溶胶凝胶法制备掺杂的SnO_(2)粉末,并应用XRD对其进行物相结构分析,验证了掺杂离子进入SnO_(2)晶格,形成固溶体,能实现仿真建立的替代掺杂模型。采用粉末冶金法制备掺杂的AgSnO_(2)复合触头材料,测量其密度、硬度和电导率,掺杂后AgSnO_(2)触头材料电导率提高,其中Cr、Y共掺时物理性能最优,验证了仿真结果。使用JF04D型电接触触头材料测试系统对触头材料进行电接触性能试验,试验结果表明,掺杂Cr、Y可有效降低AgSnO_(2)触头材料的燃弧能量,改善抗电弧侵蚀性,抑制电弧对触头的烧蚀,稳定触头材料的抗电弧侵蚀性能、抗熔焊性能。 展开更多
关键词 AgSnO_(2)触头材料 溶胶-凝胶法 电接触性能 燃弧能量 能带结构
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