学校主页 | 首页 | 视点聚焦 | 论点侃点 | 校园动态 | 青春之歌 | 影像世界 | 我在西理工 | 理工牛人 | 西苑岁月 | 爱书乐影
 
发顶级期刊,解实际难题,他是罗培恩!
2023-12-04 20:35 记者 周志诚 王硕 

“老师,我发现可以用音乐的和弦变换策略,来解决电机轴承早期故障信号特征微弱,以及易受到环境噪声干扰等问题。”教研室里,电气工程学院博士生罗培恩正向导师尹忠刚教授汇报着他的新发现。

近期,受音乐理论知识启发,罗培恩在导师指导下完成了论文的撰写并成功发表在电气工程与自动控制领域国际著名权威期刊《IEEETransactionsonIndustrialElectronics》(IEEE工业电子学汇刊)上。

罗培恩,中共党员,西安理工大学电气工程学院2020级电气工程专业博士生,师从尹忠刚教授。曾获省级优秀硕士学位论文,校级优秀硕士毕业生,第十七届中国研究生电子设计竞赛西北赛区一等奖,博士研究生学业奖学金,西安理工大学“自强不息奖”等荣誉奖项。博士期间发表SCI、EI论文十余篇,授权发明专利四项,现为TIE、TIM等知名期刊审稿人。此外,博士期间多次参加国家自然科学基金项目、陕西省工业攻关项目等纵向课题。

努力拼搏,全身心投入科研工作

研究生期间,罗培恩发表了SCI期刊论文9篇,其中SCI一区论文2篇;EI会议论文11篇,其中两次获得国际会议“最佳论文”和“最佳报告人”奖项。

对于创新,罗培恩认为高水平论文不应该仅仅是简单将方法A和方法B结合起来的组合。而是应该在基础上进行改进和创新,提出了一种betterandbetter的方法:创造更好的方法A。他说:

“仔细研读顶级期刊高水平论文,可以发现论文中都会有对研究问题的展望,我们可以通过论文中体现的展望来提出我们的方法,这样便更容易获得认可。”

罗培恩敢于攻坚克难,面向高性能电机驱动系统行业问题及电气传动系统生命周期健康管理技术发展前沿,围绕实验室多种电机和驱动器产生和演化的规律,针对交流电机极限转速运行、振荡严重、多电机转动、故障样本不完备数据条件等重大前沿问题和核心技术挑战,开展相关科学研究。

罗培恩硕士期间主要开展智能算法研究,更偏向于计算机自动化方面研究。博士在读期间,在导师的指引下,罗培恩意识到课题的高度和宽度必须要与实际的工程问题相挂钩,不能将眼界仅停留在算法上,最终还是要落实到工业生产,解决实际问题上来。

西安理工大学浓厚的科创竞赛氛围感染着罗培恩,“刚到西理工的时候,我总会被学校各媒体平台展示的优秀学生事迹吸引,经常会仔细阅读感受他们身上的闪光点,这给了我很大启发和力量。”罗培恩笑着说。

在导师的指导下,罗培恩开始慢慢将研究方向定在电机的故障智能检测上。但他此前在此项领域关注很少,研究方向发生转变,基础理论不足给他带来很大困扰。他便从最基础的电机构造开始学习,不断地深入探索。“除了上课,我可能还要比别人多花近两倍的时间去弥补过往的知识,以巩固自己对于理论基础的了解,增加知识储备,为下一步科研工作打下基础。”

坚持学以致用,解决实际工程问题

交流电机具有构造简单、体积小、重量轻等优点,被广泛应用于各领域。然而,国外品牌却占据了中国电机驱动行业超过一半的市场份额,特别在电机故障检测与健康管理上,科学的算法和检测手段还不是很完善。如何通过利用传感器、数据科学和智能算法等技术手段,通过实时监测和分析设备和系统的状态,提前发现潜在故障,并采取适当的维修和维护措施,以提高设备的可靠性、降低维修成本和避免生产中断问题是关键所在。

为了攻克此项难题,罗培恩须构建实验平台来进行测试分析,但这对于还不熟悉此项领域的罗培恩来说是一份挑战。硕士期间,罗培恩只需把自己那部分工作完成好,即算法设计与程序编写,任务就算完成了。但现在的情况不同了,他需要设计整个课题,包括软件和硬件,要自己完成整个实验平台的设计工作。从电机的选择到平台的搭建,再到底板的材质等都需要进行详细的调研。

为了解决这些问题,他开始阅读大量文献,将几十个平台各自的优缺点进行综合分析,最终设计出适合自己课题的实验平台。那段时间里,他没日没夜地寻找方案,设计实验平台的手稿图画了近四十张,尽管刚开始的那段时间会非常地痛苦、煎熬,但罗培恩还是坚持下来了,他不断地向更深的领域拓展。

为响应国家创新驱动战略,对标行业尖端需求,罗培恩坚持学以致用,解决实际问题:针对某电机驱动某型号产品易发生模型失配导致系统不稳定的问题需求,参与开发了基于交互式多模型EKF的感应电机转速估计方法,可抑制2.5倍电机参数变化,有效提升了对复杂工况的鲁棒性能;针对某企业电机驱动某型号产品零速带载能力不佳的问题需求,参与开发了鲁棒解调随机高频注入的电机转速估计方法,可听噪声降低了5dB,零速带载能力提升至180%额定转矩,成功将无位置传感器控制扩展到起重机行业;针对某电机驱动某型号产品内模控制不能兼顾系统跟随性和抗扰性的问题需求,参与开发了基于参数自适应的二自由度内模控制方法,突加额定负载时转矩响应<20ms,转速跌落减少32%,有效提升了动态性能,充分满足了客户需求。

在风力发电设备检测项目中,风机运行时风轮转动会带动里面各种大小不同的轴承/齿轮转动,且室外复杂环境中的电机常常产生振动等现象。这些现象通常会导致电机的损坏和停机,严重时则会影响电机的结构稳定性或者造成电机寿命缩短,罗培恩和团队小伙伴结合实际工况,设计开发了不完备数据条件下的电机轴承早期故障智能诊断与剩余寿命预测系统。在故障的早期阶段,分析出电机故障的类别及故障严重程度,从而提前为电机的更换或保养做好准备,大大减少了商业损失,提高了电机的使用寿命。

言传身教,感恩相遇

在采访中,罗培恩多次表达了对导师尹忠刚教授的感恩和尊敬,他十分感谢导师在他科研道路上所给予的无私帮助。“在我们交流电机控制与电力电子研究室课题组,无论是导师还是课题组的师兄师姐们,大家彼此信任,如家人一般。”罗培恩幸福地说道,“如果有人遇到了解决不了的科研难题或者生活上的困扰,大家都会先暂时放下自己的事,而优先帮助别人。”“特别是导师尹忠刚教授,他就像是我们的大家长。”罗培恩告诉记者,对于科研上的难题,尹忠刚教授都会亲自解答,对与行业内的科研难题,他还会邀请行业内专家一同来给予解答;在日常生活中,尹忠刚教授还会叮嘱同学们天冷了要添加衣物,放假回家要多陪伴家人。正是这种信任,使得同学们和导师之间的师生关系就如同战场上背对背的战友,“有这样一位导师无微不至的关心和照顾,我们都觉得心里很踏实。”

"愿我们每个人都能活成一束光,绽放着所有的美好。"这是罗培恩最喜欢的一本书——泰戈尔的《用生命影响生命》中的一句话,罗培恩希望自己能够活成一束光,能够帮助他人、走出黑暗。

前年,罗培恩参与完成了中国人体器官捐献登记。在导师和辅导员老师的鼓励下,只要罗培恩有时间,他就会到西安周边的养老院和儿童村去做义工。

“空巢老人和留守儿童对物质上的需求并不是特别大,他们真正需要的是能够陪伴他们的家人。”罗培恩希望自己的陪伴可以在一定程度上缓解他们内心的孤独感。在他的带领下,罗培恩身边越来越多的同学也纷纷加入到他的义工队伍中来。

对于自己取得的成绩,罗培恩一直心怀感激:“在前进的道路上,家人、老师、朋友们都给予了我很多帮助和鼓励,感恩在西理工与大家的相遇。”拼搏、坚持、感恩,是罗培恩在西理工求学的深切感悟,也是他对西理工精神最好的诠释。

关闭窗口
 
广 而 告 之

                 版权所有@西安理工大学校报编辑部        关于我们
                     地址:金花南路5号   邮编:710048  Email:xb82312248@126.com   电话:82312248