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原料焙烤处理和乙醇辅助浸提对栀子油中藏红花酸含量的影响

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原料焙烤处理和乙醇辅助浸提对栀子油中藏红花酸含量的影响

作者：丁鹏辉浙江农林大学

学位级别：硕士

110 GHz频段山地无人机视距通信概率及传播损耗研究

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电子技术应用 2024年第7期50卷 39-45页

作者：丁鹏辉王青旺杨璐顾业博刘家州李宏伟宋健昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 国家国防科工局新闻宣传中心北京100048 中国电子科学研究院北京100041

利用射线追踪法建立了基于视距概率的无人机毫米波信道模型,并针对路径损耗进行了双斜率模型分析,阐述了视距概率的建模过程并进行了模型参数分析。由于地形遮挡等环境的影响,损耗较大的反射和绕射路径致使信号的接收强度在突变点前后... 详细信息

利用射线追踪法建立了基于视距概率的无人机毫米波信道模型,并针对路径损耗进行了双斜率模型分析,阐述了视距概率的建模过程并进行了模型参数分析。由于地形遮挡等环境的影响,损耗较大的反射和绕射路径致使信号的接收强度在突变点前后波动较大,导致单斜率拟合模型不再适用。因此利用线性回归分别在两种地形下对仿真数据进行了单斜率和双斜率接收功率模型的拟合。结果表明双斜率接收功率模型比单斜率模型的拟合效果更好,两种模型在地形更平坦区域拟合的精确度更高。

关键词：无人机毫米波通信视距概率传播损耗双斜率模型射线追踪

基于视觉感知特性的fMRI视觉信息深度网络解析模型研究

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基于视觉感知特性的fMRI视觉信息深度网络解析模型研究

作者：丁鹏辉郑州大学

学位级别：硕士

人脑视觉系统具有高效性和鲁棒性,通过大脑视觉皮层的神经活动研究大脑视觉解析模型,对于探索大脑视觉机制和推动类脑智能技术发展具有重要意义。目前,基于功能核磁共振成像技术研究视觉解析模型是这一领域的重要途径。随着深度神经网... 详细信息

人脑视觉系统具有高效性和鲁棒性,通过大脑视觉皮层的神经活动研究大脑视觉解析模型,对于探索大脑视觉机制和推动类脑智能技术发展具有重要意义。目前,基于功能核磁共振成像技术研究视觉解析模型是这一领域的重要途径。随着深度神经网络在视觉解析计算模型研究的应用,有效提升了视觉解析模型的性能,但是目前基于深度神经网络的视觉解析模型的构建主要借鉴机器视觉中的模型构建方法,在如何有效利用神经科学中视觉感知特性构建深度网络视觉解析计算模型的研究非常欠缺。因此,从人脑不同视觉感知特性出发,探索如何设计符合大脑视觉感知特性的深度网络视觉解析模型对于提升模型性能具有重要意义。本文围绕“如何针对视觉感知特性构建深度网络视觉解析模型”这一关键问题,从“基于初级视觉皮层(V1)感知特性的深度网络视觉编码模型”、“融合视觉形状感知特征的深度网络视觉编码模型”和“嵌入注意力机制的视觉分类模型”等方面出发,分别构建针对低级视觉区和中高级视觉区的视觉编码模型,以及视觉分类模型。主要工作如下:(1)提出了一种基于VOneBlock的低级视觉区编码模型。目前低级视觉区的编码模型主要使用“端到端”的方法来构建,直接从体素响应中端到端学习更加有效的图像表征和线性回归权重。但是现有端到端视觉编码模型未能有效表征低级视觉皮层中简单细胞的感知特性,模型本身缺乏可解释性。针对该问题,本文使用模拟初级视觉皮层(V1)的VOne Block卷积模块构建针对低级视觉区的视觉编码模型。该模型包括一层模拟初级视觉皮层(V1)的VOne Block卷积层、若干层普通卷积层和一层稀疏全连接层。实验结果表明,基于VOne Block的低级视觉区编码模型的编码准确率高于普通端到端模型,结果也说明了模拟初级视觉皮层(V1)的深度神经网络构建的视觉编码模型可以提高低级视觉区的编码性能。(2)提出了一种基于Shape-ResNet的中高级视觉区编码模型。目前中高级视觉区的编码模型大部分使用Image Net预训练的深度神经网络,并采用“两阶段”方法构建。但是预训练的深度神经网络具有很强的纹理偏置,提取的图像特征无法有效表征大脑中高级视觉区对形状感知的特性。针对该问题,本文在构建视觉编码模型时引入学习形状特征的深度神经网络,首先分别使用标准Res Net、Shape-Res Net提取刺激图像的深度特征,然后训练深度特征到体素响应的线性回归模型,最后输入测试集刺激图像预测对应的体素响应。实验结果表明,基于Shape-Res Net的视觉编码模型性能优于基于标准Res Net的视觉编码模型,说明学习形状特征的深度神经网络构建的视觉编码模型可以提高中高级视觉区的编码准确率。(3)提出了一种基于LSTM-SENet的视觉分类模型。现有视觉分类模型在提取特征时均忽略了不同体素间的差异性,进而降低了模型的分类准确率和分类效率。针对该问题,本文将通道注意力机制SENet嵌入LSTM网络构建基于LSTM-SENet的视觉分类模型,使模型学习不同体素的权重,同时实现各个视觉区的信息交互,关注重要特征对自然图像类别进行预测。通过与多个模型进行对比,基于LSTM-SENet的视觉分类模型的分类准确率在三级类别(5分类、10分类、23分类)均有显著提高,结果说明嵌入注意力机制的深度神经网络构建的视觉分类模型可以提高视觉分类模型的分类准确率。

关键词：视觉解析模型功能磁共振成像深度神经网络视觉编码模型视觉分类模型

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云-边架构下的多搬运机器人调度方法研究

云-边架构下的多搬运机器人调度方法研究

作者：丁鹏辉东南大学

学位级别：硕士

快递行业的飞速发展对仓储作业的自动化程度和工作效率提出了更高的要求。目前国内部分电商、物流公司已逐渐采用集成了取放、存储、运输功能的多点搬运机器人来代替顶升式货架整体搬运进行仓储自动化改造。这种新型多点搬运机器人的投... 详细信息

快递行业的飞速发展对仓储作业的自动化程度和工作效率提出了更高的要求。目前国内部分电商、物流公司已逐渐采用集成了取放、存储、运输功能的多点搬运机器人来代替顶升式货架整体搬运进行仓储自动化改造。这种新型多点搬运机器人的投入使用有望进一步提升仓储自动化程度和作业效率。多搬运机器人的任务调度问题及路径规划问题是NP难的,求解十分复杂。为进一步提升求解效率,本文围绕多点搬运机器人研究了多搬运机器人任务调度和路径规划并行算法设计,并实现为考虑网络安全的云-边架构下的调度软件。具体研究内容与工作如下:首先,研究了多搬运机器人任务调度并行求解方法。分析了多点搬运机器人的工作模式,并将其任务调度问题建模为着色旅行商问题(CTSP)。在变邻域搜索(VNS)算法的基础上,使用基于城市间访问代价生成的低密度城市网及最优2-opt局部搜索算法设计了改进变邻域搜索(IVNS)算法。此外,首次提出了基于线程池的CTSP并行求解算法框架并使用该框架设计了并行IVNS(PIVNS)算法。限定算法运行时间,IVNS相比三种遗传算法及VNS算法能得到更优解,PIVNS相比IVNS能得更好的解且其收敛速度更快。其次,研究了多搬运机器人路径规划方法。介绍了单机器人路径规划的Dijkstra算法和A*算法,引入机器人转向来修改A*的代价函数提出了改进A*算法。鉴于单机器人路径规划方法用于多机器人路径规划效率低的问题,研究了基于冲突搜索(CBS)的多机器人路径规划方法及并行CBS(PCBS)算法。CBS算法顶层将多机器人路径冲突转化为约束,底层执行多约束下的单机器人路径规划。以Dijkstra、A*和改进A*算法作为CBS的底层执行算法开展的实验研究表明使用改进A*的CBS算法效率最高。此外,同样底层执行算法的CBS和PCBS算法的对比实验表明了 PCBS算法能更高效求地解。然后,设计并实现了云-边计算架构下的多搬运机器人调度软件。软件主要分为云端任务调度模块、边缘端路径规划模块及安全防护模块。具体地,采用OpenFaaS将PIVNS算法进行云服务化,并实现了基于PCBS算法的边缘控制器来完成多机器人路径规划。仿真研究了多点搬运机器人作业过程并通过对比云端和仅用边缘端求解的耗时验证了云端任务调度的高效性。最后,分析了云-边架构下调度软件的隐私泄露风险和云服务中断风险,使用数据加密技术和传输层安全性协议对云端和边缘端的通信进行加密保护,并使用边缘控制器完成数据脱敏防止信息滥用。此外,考虑到分布式拒绝服务(DDoS)攻击能造成云服务中断,修改了 TCP协议配置用于缓解DDoS攻击。进一步地,当服务中断时使用容器迁移技术将云服务迁移到边缘计算节点,保证了调度软件在云服务中断时的可用性。

关键词：着色旅行商问题任务调度路径规划云机器人网络安全

爆炸法制备碳包覆铜纳米粒子及其对AP热分解的影响研究

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爆炸法制备碳包覆铜纳米粒子及其对AP热分解的影响研究

作者：丁鹏辉中北大学

学位级别：硕士

本论文以黑索金(RDX)为主体炸药、石蜡(WAX)为碳源、硝酸铜(Cu(NO)·3HO)为金属源,按照一定配比组成爆轰前驱体,利用爆炸法成功制备出碳包覆铜纳米粒子(CCNPs),并考察了该纳米粒子对AP以及AP/HTPB基推进剂热分解性能的影响,研究结果对... 详细信息

本论文以黑索金(RDX)为主体炸药、石蜡(WAX)为碳源、硝酸铜(Cu(NO)·3HO)为金属源,按照一定配比组成爆轰前驱体,利用爆炸法成功制备出碳包覆铜纳米粒子(CCNPs),并考察了该纳米粒子对AP以及AP/HTPB基推进剂热分解性能的影响,研究结果对废旧炸药的再利用具有一定的实践指导意义。首先,基于炸药爆轰理论,利用爆轰参数评估软件EXPLO5对不同配比爆轰前驱体的爆轰参数进行了模拟计算,得到RDX、WAX和(Cu(NO)·3HO配比对爆温、爆压、氧平衡的影响规律。结果表明:爆温和爆压随着RDX含量的减少而减小、随着WAX和Cu(NO)·3HO含量的增加而下降;负氧平衡度随WAX含量增大而显著变大,RDX和(Cu(NO)·3HO含量对其无显著影响。基于以上规律并结合爆轰产物碳/铜比,优选出了四种爆轰前驱体配方:RDX0.7WAX0.2Cu(NO)·3HO0.1(2#),RDX0.55WAX0.2Cu(NO)·3HO0.25(6#),RDX0.5WAX0.15Cu(NO)·3HO0.35(8#),RDX0.45WAX0.15Cu(NO)·3HO0.4(10#)。其次,以WAX为包覆材料,采用水悬浮法制得WAX/RDX包覆颗粒,将其与Cu(NO)·3HO按一定的比例均匀混合,并压制成具有一定密度的前驱体药柱。采用雷管将该药柱在爆炸容器中引爆,将爆炸固体产物收集,经过酸洗、水洗、干燥,得到CCNPs。采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、拉曼光谱对产物成分和形貌进行了表征。结果表明:爆轰产物呈规则的球形,粒径分布在205 nm;具有明显的核壳结构,外壳碳包覆层厚度为2 nm,主要由石墨和无定型碳构成。最后,将CCNPs和AP按照质量比5:95进行混合,采用DSC差示扫描量热分析仪考察了AP与AP/CCNPs混合物的热分解特性,并对其热分解动力学参数进行了计算和分析。结果表明:在5、10、20℃/min的升温速率下,含CCNPs的AP的低温分解峰消失,高温分解峰温度分别提前了72.77℃、72.93℃、74.77℃,Kissinger法计算的表观活化能下降了27.18kJ/mol。此外,考察了CCNPs(3wt.%)对AP/HTPB基推进剂热分解性能的影响,结果表明:在5、10、20℃/min的升温速率下,和不含CCNPs推进剂配方相比,含CCNPs推进剂配方的低温分解峰温度分别提前了58.74℃、58.39℃、54.66℃,高温分解峰温度分别提前了33.59℃、30.69℃、27.51℃,Kissinger法计算的高温表观活化能降低了74.90 kJ/mol。

关键词：爆炸法碳包覆铜纳米粒子 AP 热分解催化作用

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两种宽度带材的横向磁通感应加热温度场计算

两种宽度带材的横向磁通感应加热温度场计算

作者：丁鹏辉河北工业大学

学位级别：硕士

横向磁通感应加热是利用交变磁场在带材上感应涡流产生焦耳热进行加热的。与传统感应加热技术相比,横向磁通感应加热具有节省能耗、加热频率低、无功功率小、可用于连续的热处理等优点。然而,出口处带材表面温度分布不均匀的问题制约着... 详细信息

横向磁通感应加热是利用交变磁场在带材上感应涡流产生焦耳热进行加热的。与传统感应加热技术相比,横向磁通感应加热具有节省能耗、加热频率低、无功功率小、可用于连续的热处理等优点。然而,出口处带材表面温度分布不均匀的问题制约着横向磁通感应加热技术的推广和应用,本文通过对加热装置的涡流场和温度场进行仿真,分析了影响温度分布的各个因素,从而为实现加热器的优化打下基础。首先,建立了横向磁通感应加热装置三维仿真模型并对相应参数进行了设置,针对矩形、菱形和六边形三种不同线圈结构的感应加热装置进行了耦合场仿真,通过对带材表面的涡流分布和温度分布对比分析,发现六边形线圈结构的感应加热器出口处带材表面的温度分布更均匀。然后,以温度分布均匀性较好的六边形线圈结构感应加热器为例,采用单一变量法,通过耦合场仿真分析,研究线圈沿带材宽度方向上的改变、带材运动速度的改变、激励电流幅值和频率的改变对加热器出口处温度分布的影响,进而确定了各项参数的选取原则。当带材宽度为1200mm时,仿真计算得到带材表面的温度分布,并研究了线圈沿带材运动方向上的宽度改变对出口处温度分布的影响。最后,由于材料参数受温度的影响较大,并且在带材运动过程中实时变化,使得横向磁通感应加热耦合过程复杂。因此,针对带材在匀速运动过程中受热连续升温,造成相应位置材料电导率、磁导率、导热系数以及比热随温度发生变化的问题,本文采用了反复迭代计算的方法来解决。

关键词：横向磁通感应加热温度分布磁-热耦合仿真方法

碳酸氧铋基材料的设计及其增强光催化性能研究

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碳酸氧铋基材料的设计及其增强光催化性能研究

作者：丁鹏辉江苏大学

学位级别：硕士

为了确保社会的可持续发展,亟需开发环境友好和可再生技术。太阳能被认为是一种高度清洁和可持续的能源,因此直接利用太阳光是解决环境和能源问题的有效途径之一。光催化作为一种可以直接利用太阳光的技术最近引起人们的关注。光催化可... 详细信息

为了确保社会的可持续发展,亟需开发环境友好和可再生技术。太阳能被认为是一种高度清洁和可持续的能源,因此直接利用太阳光是解决环境和能源问题的有效途径之一。光催化作为一种可以直接利用太阳光的技术最近引起人们的关注。光催化可以用于许多环境处理与能源再生过程,其中光催化降解技术由于其无污染、能耗低等特性备受科研工作者的关注。近年来,铋系光催化剂被广泛用于环境光催化领域,其中碳酸氧铋由于具有层状结构、稳定性好和无毒等特点被用于一氧化氮和有机污染物去除。与很多光催化剂类似,碳酸氧铋自身的光吸收范围比较窄并且载流子分离效率比较低,所以寻找合适的方法来提高碳酸氧铋的光催化活性有着基础研究和实际应用的双重必要性。本文主要通过硫、氮共掺杂石墨烯量子点(S,N:GQDs)修饰以及后处理碳酸氧铋((BiO)CO)来提高其光催化性能。本论文的主要研究内容为:1.通过改变引入S,N:GQDs的含量来调控复合光催化剂(S,N:GQDs/(BiO)CO)的性能。通过一系列的表征手段确定了复合材料的结构、光学和电学性质等。通过光电化学测试证明S,N:GQDs的复合有利于提升载流子的分离效率,同时由于S,N:GQDs是一种典型的类过氧化物酶,所以在光催化过程中产生的过氧化氢可以转化为羟基自由基。由于具有这些优异特点,S,N:GQDs/(BiO)CO材料可以产生更多的活性氧物种用于降解罗丹明B(RhB)、四环素(TC)和双酚A(BPA)污染物。光催化实验表明最优的S,N:GQDs/(BiO)CO催化剂可以在2 h内能降解81.7%的RhB和85.2%的TC,同时能在6 h内降解86.8%的BPA。2.通过金属氯化物(如SnCl)部分刻蚀(BiO)CO可以同时导致异质结的形成和金属离子的掺杂。与直接用盐酸刻蚀的样品相比,该方法可以实现催化剂吸光能力改善的同时,并提升电子-空穴对的分离效率,从而有利于活化分子氧,最终促进活性氧物种的生成。利用过氧化氢、超氧自由基测定实验以及旋转圆盘电极电化学测试,可以证明该特殊的刻蚀方法有利于光催化过程中的一电子和两电子反应。由于异质结构的形成,电子可以有效地与空穴分离,从而参与一电子反应生成超氧自由基;掺杂会导致Sn/Sn氧化还原电子对的产生,促进两电子反应生成过氧化氢。因为活性氧物种的增加,部分刻蚀的(BiO)CO(Sn:BiOCl/(BiO)CO)表现出较好的可见和紫外光降解RhB、TC和BPA的活性。光催化实验表明Sn:BiOCl/(BiO)CO材料在可见光下2 h内能降解98.2%的RhB和81.8%的TC,在5 h内降解81.6%的BPA,同时在紫外光下能降解大于90%的RhB、TC和BPA。3.利用(BiO)CO对高温敏感的特性,通过高温煅烧(BiO)CO,在其表面形成窄禁带的半导体BiO,形成异质结构,拓宽其光吸收范围、提高电子-空穴分离率。实验结果说明,当催化剂的煅烧温度为350°C时,可得到BiO/(BiO)CO材料,其降解RhB效果最佳,在可见光下2 h内能降解53.4%的RhB。而当温度上升到400°C时,通过XRD分析可知此时的煅烧产物则完全转化为BiO。通过超氧自由基测定实验也发现BiO/(BiO)CO能产生最多的超氧自由基,说明异质结构的形成有利于活性氧物种的生成。

关键词：碳酸氧铋活性氧物种光催化石墨烯量子点异质结掺杂

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青岛市工程地质地理信息系统建设与研究

青岛市工程地质地理信息系统建设与研究

作者：丁鹏辉中国海洋大学

学位级别：硕士

地理信息系统作为处理空间地理信息数据的计算机系统，在经历了近四十年的飞速发展后正显示出广阔的应用前景。工程地质勘察的对象是经历了漫长的地质历史年代而生成的地质体，其性状、特征均与地理位置有关，因此，地理信息系统技术应... 详细信息

地理信息系统作为处理空间地理信息数据的计算机系统，在经历了近四十年的飞速发展后正显示出广阔的应用前景。工程地质勘察的对象是经历了漫长的地质历史年代而生成的地质体，其性状、特征均与地理位置有关，因此，地理信息系统技术应用于勘察行业，已成为城市勘察工作的趋势。青岛市工程地质地理信息系统是青岛市空间地理信息系统的子系统，是构成“数字青岛”工程框架物质基础的组成部分之一，是现代化城市建设的需要。该系统的建立有利于工程地质资料的管理、分析、利用，并进一步发挥其潜在功能，对于系统描述青岛市区域地质概况、进行区域地质评价、建设项目的可行性研究及选址、土地评价、勘察结论的完善以及城市区域规划和减灾防灾等具有十分重要的意义。文中从系统建设内容方面分三部分进行了研究，即第四系层序的划分研究，系统软件的开发研究，数据库的建设研究等。第四系层序的划分作为系统建设基础性地质工作，是地质模型构建的基础，本文给出了其划分依据和原则，在引入“层组”概念的基础上，通过对大量的地区资料分析对比建立起青岛市区标准层序，即包括陆相、海相两种岩相、晚更新世、全新世两个时代和五个成因类型的标准层序，并对划分的十四层地层主要特征进行了描述。第四系层序的划分统一了地区土层划分标准，对系统建设具有重要意义。作为一软件工程，系统软件设计是系统开发是否成功的关键。本系统开发设计研究中，充分发挥GIS在管理数据方面的优势，同时结合工程地质专业特点，采用了当前广为流行的组件式GIS这一热点，本着完备性、规范性、高效性、适用性、可扩展性和先进性、可靠性等系统设计原则，将功能模块分为地理信息系统基本功能、地质应用功能、数据管理功能、综合查询功能、三维分析功能，各功能模块又由一些小功能模块组成。文中采用了部分实例对系统功能进行了分析。系统数据库作为软件开发的重要内容，是在地理信息系统数据库基础上，增加了工程地质数据库的内容。工程地质数据库的研究是系统建设的重点。在QGGIS中，利用了地理信息系统图层管理的功能，将有关信息组织成图层表的结构，即工程层(面成)、钻孔表(层)、虚拟钻孔表(层)、拟建钻孔表(层)、测量点表(层)，各层表又与各种信息相关表相关联，文中对各主要数据表之间的关系进行了分析，并对各表中主要数据进行了统一。对于系统的算法原理，主要包括不规则三角网的构网，不规则三角网的数据结构定义和拓扑关系表达，地层曲面构造，等值线生成等算法及格网生成算法，这些算法原理是系统建设的理论基础。作为系统建设的重要理论基础，文中着重对格网生成方法进行了详细论述，包括反距离权插值，双线性插值、趋势面插值、样条插值及当今已成为讨论热点的克里金插值等方法，上述方法对系统功能的实现提供了理论保证。目前，QGGIS系统框架初步搭建完成，在初步应用于工程实践中显示了较强的优越性，但相对于系统目标来讲，系统建设远没有完成，数据库的建设是一项复杂的长期性工作，涉及大量的人力、物力、财力，要使系统生命力更强，还需克服技术上、传统生产方式及思维方式上的困难，不断完善系统自身功能，确保系统建设顺利进行。文中对系统在城市规划管理、行业发展与研究及与互联网结合等方面进行了展望。总之，目前青岛市工程地质地理信息系统建设取得了阶段性成果并在一定程度上得到了较好应用，随着它的不断完善及社会各界的努力，它将在社会各个层次中发挥其重要作用并显示出广泛的应用前景。

关键词：地理信息系统工程地质模块数据库

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宇航电子产品电装过程中的防静电研究

宇航电子产品电装过程中的防静电研究

作者：丁鹏辉北华航天工业学院

学位级别：硕士

随着电子行业的飞速发展,宇航电子产品变得更加细小精密、更加复杂、更加静电敏感,其静电防护等级也需要日益提高。但是相应的静电防护及管理水平并未及时跟上。一些单位虽尝试将静电防护管理纳入产品质量管理体系,但又因缺少专业技术基... 详细信息

随着电子行业的飞速发展,宇航电子产品变得更加细小精密、更加复杂、更加静电敏感,其静电防护等级也需要日益提高。但是相应的静电防护及管理水平并未及时跟上。一些单位虽尝试将静电防护管理纳入产品质量管理体系,但又因缺少专业技术基础,出现了管理不系统、执行不到位、监控无手段等情况,管理效果很不理想,不知道如何从系统上来建立有效的静电防护体系。不少航天企业的静电防护工作仍停留在局部防护上,没有实际的效果,器件失效率依然居高不下,浪费了不少人力和物力。电子产品静电防护项目的成与败,直接影响到宇航电子产品的质量。因此对宇航电子产品电装过程中的静电防护研究很具有现实意义。本文以宇航电子产品电装过程中的静电防护工程为例,从技术和工艺管理角度,系统分析了静电产生的原理、静电放电对于宇航电子产品的危害、人体静电和静电防护现状,较为详细的研究分析了宇航电子产品生产的工艺流程和静电防护需求,并针对其特殊性,在电装环节提出对静电敏感器件MOS管的检测方案。通过大量的模型实验和现场测量,就静电敏感器件进行分类和处理方式、电装环境的ESD防护、人体静电防护、静电防护区域(EPA)建设、静电防护接地系统、防静电设施材料的选用以及静电敏感器件的采购和管理控制方案等进行了研究。形成了基于宇航电子产品在电装过程中的静电防护硬件系统和工艺管理文件体系。

关键词：宇航电子产品静电防护电装工艺管理