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雾天桥梁可变限速值的效用评估及优化

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 127-138页

作者：张建华赵晓华欧居尚栾森戴义博北京工业大学城市建设学部北京100124 四川警察学院智能警务四川省重点实验室四川泸州646000

为改善高速公路桥梁路段雾天环境的交通安全,文中考虑可变限速标志设置对驾驶行为的影响,从服从效应角度提出其量化评估方法,以期获得最优作用效能。文中以鄂东长江大桥为原型,选取该桥梁近年最低能见度(100 m)和自由流服务水平作为测... 详细信息

为改善高速公路桥梁路段雾天环境的交通安全,文中考虑可变限速标志设置对驾驶行为的影响,从服从效应角度提出其量化评估方法,以期获得最优作用效能。文中以鄂东长江大桥为原型,选取该桥梁近年最低能见度(100 m)和自由流服务水平作为测试环境,设计3种限速策略,分别为对照组SⅠ(无限速策略)、实验组SⅡ(90~70 km/h限速策略)、实验组SⅢ(90~70~50 km/h逐级限速策略);依托驾驶模拟器,实现不同限速条件的雾天桥梁场景微观驾驶行为数据的细粒度感知,采用重复测量方差分析方法从驾驶人响应的快速性、稳定性及准确性剖析可变限速标志的作用机理及驾驶人特征表现,并通过模糊综合评价方法评估不同限速策略的有效性。研究结果表明:雾天桥梁可变限速标志能够使驾驶人更早地采取减速措施,车辆在雾区行驶过程的稳定性更好;在雾天能见度100 m情况下,90~70~50 km/h逐级限速策略的稳态频数更大,空间稳定性更好,且速度超调量和跟随比更小,响应准确性更高。模糊综合评估结果显示,90~70~50 km/h逐级限速策略作为最优方案,能够有效地提升雾区驾驶行为的调节适应能力,降低驾驶风险,提高车辆运行的稳定性。本研究成果为雾天桥梁可变限速标志的优化设置提供了解决方案,可为雾天桥梁的主动安全防控提供有效支撑。

关键词：交通标志可变限速标志模糊综合评价模拟器重复测量方差分析

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压阻传感器非线性矫正电路设计

压阻传感器非线性矫正电路设计

作者：曹家博西安理工大学

学位级别：硕士

压阻传感器广泛应用于各类电子产品中,但它们在将压力转化为电信号的过程中,不可避免地会产生非线性干扰问题。这种干扰通常源于传感器的内部结构和工作机制。尽管这些非线性误差在传感器制造出厂时已经存在,但通过采集干扰因素并应用... 详细信息

压阻传感器广泛应用于各类电子产品中,但它们在将压力转化为电信号的过程中,不可避免地会产生非线性干扰问题。这种干扰通常源于传感器的内部结构和工作机制。尽管这些非线性误差在传感器制造出厂时已经存在,但通过采集干扰因素并应用误差补偿技术,可以有效地减轻甚至消除这类非线性干扰问题,从而提高传感器测量精度和可靠性。本文针对传感器非线性问题,提出了一种片上硬件补偿技术。该技术利用负反馈原理,通过将传感器的输出电压反馈至数模转换器(DAC),并将其与外部参考电压相加,形成惠斯通电桥结构的激励电压。这一过程有效地实现了传感器非线性的矫正。本文主要工作内容如下:(1)分析了传感器的非线性特性,特别是将其非线性问题主要归因为电阻值之间的不匹配,这种不匹配导致了性能上的偏差。为了解决这一问题,本文采用泰勒级数展开法,将非线性压力信号的压力-电压输入输出关系曲线近似为二阶多项式曲线。通过局部近似来简化复杂的非线性关系,使其可以用较为简单的多项式形式表达。在这种情况下,二阶多项式已经足够捕捉到传感器在工作点附近的主要非线性行为,同时避免产生由于采用高阶项补偿而使得电路功耗升高的缺陷等问题。基于此,构建了一个能够模拟传感器非线性特性的失效网络等效数学模型,降低了分析的复杂性。(2)基于负反馈原理,设计并实现了一款专用于传感器非线性校准的集成电路芯片。设计流程中,采用了 Cadence Virtuoso作为EDA(电子设计自动化)工具,以完成非线性校准电路的详细设计工作。该电路设计集成了多个关键模块,核心为一个7位加符号位的电流舵数字模拟转换器(DAC),该DAC采用3位温度计码和4位二进制码的复合编码方式,以实现芯片面积与校准精度的优化。作为DAC的一部分,电压控制的电流源(VCCS)利用传感器的输出电压来动态调整电流,确保了对传感器输出的精确控制。芯片的输出级则配备了一个两级结构的运算放大器,包括折叠式共源共栅放大器和甲乙类(class-AB)输出级,这一设计不仅带来了高增益,还实现了高输出摆幅和大负载驱动能力,从而提高了整个系统的性能。(3)完成了传感器非线性校准芯片的版图设计、后仿验证和流片工艺。流片测试结果符合设计规格要求。证实该芯片能显著降低传感器的非线性误差,将非线性误差降低至原来的5%,特别适用于校准最大非线性度在±2.5%以下的压阻式传感器。系统带宽为20kHz,电压输入范围为0.5V至4.5V,供电电压为5V,整体芯片面积为1460×930μm2,功耗控制在1.12829mW,能够驱动至少200Ω的负载电阻,并提供0.01～4.99V的输出电压范围。

关键词：压阻传感器非线性矫正模拟集成电路设计电流舵DAC 运算放大器

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哈尔滨市公共数字文化服务平台优化研究

哈尔滨市公共数字文化服务平台优化研究

作者：孙家博黑龙江大学

学位级别：硕士

文化是影响一个民族最基本、最深沉、最持久的力量。从国家长远的制度构建和政策执行的角度来看,完善公共数字文化服务体系是我国全面建设社会主义现代化国家的关键环节,加快推动我国数字文化治理现代化的高质量发展,是提升国家文化软... 详细信息

文化是影响一个民族最基本、最深沉、最持久的力量。从国家长远的制度构建和政策执行的角度来看,完善公共数字文化服务体系是我国全面建设社会主义现代化国家的关键环节,加快推动我国数字文化治理现代化的高质量发展,是提升国家文化软实力的必然要求。本文以问题结果为导向,聚焦哈尔滨市公共数字文化服务平台,以用户体验反馈为基础来评估平台的服务成效。研究采用了文献案例分析和问卷调查等多种方法,对哈尔滨市的文化服务状况及当地群众对文化服务平台的满意度进行了系统的梳理和分析,得出了平台在服务供给等方面存在的若干问题,并探究了这些问题的根本原因。进而结合实际提出了完善平台制度顶层设计、树立以群众需求为中心的服务意识、丰富平台宣传推广方式、推动平台文化服务可持续发展这四方面的对策,以期提升哈尔滨市公共数字文化服务的效能和水平,实现高质量、可持续性发展。

关键词：公共数字文化服务用户体验平台优化

宽负荷下切圆燃煤锅炉H_(2)S分布特性的数值模拟

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煤炭学报 2024年第6期49卷 2887-2895页

作者：邓磊袁茂博杨家辉韩磊姜家豪车得福西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

锅炉采用空气分级燃烧降低NO_(x)排放的同时也提高了主燃区H_(2)S体积分数。炉墙壁面过高的H_(2)S体积分数是加剧水冷壁高温腐蚀的重要因素。为保障新能源并网发电,大型燃煤机组灵活调峰的需求增加,不同负荷下的水冷壁近壁面H_(2)S分布... 详细信息

锅炉采用空气分级燃烧降低NO_(x)排放的同时也提高了主燃区H_(2)S体积分数。炉墙壁面过高的H_(2)S体积分数是加剧水冷壁高温腐蚀的重要因素。为保障新能源并网发电,大型燃煤机组灵活调峰的需求增加,不同负荷下的水冷壁近壁面H_(2)S分布特性值得关注。通过正交试验分析了切圆燃煤锅炉运行参数对水冷壁近壁面H_(2)S体积分数分布的影响。选取一台超临界600 MW切圆燃煤锅炉建立数值模型,设计L_(16)(4^(5))正交工况,覆盖100%BMCR、75%THA,50%THA以及35%BMCR四种负荷。建立了自定义SO_(x)生成模型以确定燃料硫的析出和转化路径,模型包含多表面反应子模型以描述焦炭与O_(2)/CO_(2)/H_(2)O等3种气体的异相反应,并确定焦炭气化反应消耗量占总消耗量的比例,进而对炉膛H_(2)S空间分布进行了模拟计算。研究表明,近壁面高体积分数H_(2)S区域主要位于投运燃烧器层中最下层燃烧器以下以及最上层燃烧器以上至SOFA层之间,烟气切圆沿炉膛高度增加逐渐增大是造成后一区域H_(2)S体积分数较高的重要原因。35%BMCR负荷下水冷壁重点区域的H_(2)S平均体积分数为364μL/L,明显低于其他负荷。锅炉运行参数对重点区域H_(2)S体积分数影响程度的排序为:锅炉负荷>一次风率>主燃区空气过量系数>假想切圆直径>燃烧器竖直摆角。

关键词：切圆燃煤锅炉宽负荷 H2S分布正交分析数值模拟

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微腔真空场对辐射过程的调控及应用（特邀）

光子学报 2024年第5期 62-84页

作者：程晓天汪玲芳于家望丁舒宁倪之博王宏斌周晓青金潮渊浙江大学信息电子与工程学院西湖大学理学院

真空电磁模式与辐射源之间的相互耦合决定了辐射源的辐射特性。光学微腔能够对真空光子态密度进行有效调控，进而影响辐射源的辐射过程。微腔内真空电磁场的局域分布可以通过微纳结构来改变，从而调节辐射源与光子的相互作用，为微纳激... 详细信息

真空电磁模式与辐射源之间的相互耦合决定了辐射源的辐射特性。光学微腔能够对真空光子态密度进行有效调控，进而影响辐射源的辐射过程。微腔内真空电磁场的局域分布可以通过微纳结构来改变，从而调节辐射源与光子的相互作用，为微纳激光、量子光源、片上光学网络等应用领域提供新颖的功能性器件。然而，真空场的静态调控方法存在其固有限制，即一旦完成制备无法更改其性能，因此微腔光子器件迫切需要动态或者准动态的调控技术来实现相应的功能。本文综述了基于材料性质、环境参数和耦合效应的多种调控手段，以期实现对器件真空场分布的后端调控。总结了国内外在半导体微腔真空场调控方面的研究进展，并提出了未来的研究展望。主动后端调控手段有望在集成微纳光学和量子信息处理等领域得到广泛的应用。

关键词：半导体微腔辐射过程纳米光子学及光子晶体半导体激光器件

基于控制障碍函数的欠驱动无人水下航行器椭圆障碍物避障制导

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兵工学报 2024年

作者：野汶博方洋旺洪瑞阳胡祁东西北工业大学无人系统技术研究院西北工业大学无人飞行器技术全国重点实验室西北工业大学无人机技术集成攻关大平台西北工业大学自动化学院

为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性，提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。通过椭圆形建模来适应细长不规则的障碍物；在此基础上设计包含艏向角约束的控制障碍... 详细信息

为保证无人水下航行器在执行海岸线巡逻、大型船只避碰以及穿越密集岛礁等复杂任务时的安全性，提出一种基于控制障碍函数的椭圆模型障碍物避障方法。通过椭圆形建模来适应细长不规则的障碍物；在此基础上设计包含艏向角约束的控制障碍函数，构建带有约束条件的二次规划问题，通过与无障碍环境下的制导律相结合，得到闭式解形式的避障制导律。仿真结果验证了所提方法的有效性，全局上满足安全性和稳定性要求，对于无人水下航行器在复杂海洋环境中的安全航行具有实际应用价值。

关键词：控制障碍函数椭圆障碍物避障制导律二次规划欠驱动无人水下航行器

硅纳米结构阵列:光热CO_(2)催化的新兴平台

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物理化学学报 2024年第1期40卷 20-21页

作者：张城城吴之怡沈家辉何乐孙威浙江大学硅材料重点实验室材料科学与工程学院杭州310027 苏州大学功能纳米与软物质研究院江苏省先进负碳技术重点实验室江苏苏州215123

人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是... 详细信息

人口的快速增长和高能源需求产业造成了严重的环境问题。太阳能等替代性的清洁能源对于缓解能源危机和温室效应至关重要。光催化是一种很有前途的方法,但它在转化率、效率和规模化方面存在局限性。光热催化则结合了光化学和光热效应,是在温和条件下有效催化化学反应的新概念。近年来,与传统的光热催化剂相比,硅纳米结构阵列在光热CO_(2)还原反应中表现出独特的催化性能优势。作为一种平台,它表现出优异的光收集能力、高比表面积以及多样化的材料复合选择。本文综述了光热催化CO_(2)转化的概念和原理,硅纳米结构阵列的功能,以及利用硅纳米结构阵列在光热催化CO_(2)转化方面的最新进展,最终将为高性能纳米结构阵列光热CO_(2)催化剂的发展方向提供指导。

关键词：光热催化硅纳米结构阵列 CO_(2)转化太阳能燃料

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织构化多孔Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷片-球混合浆料特性及光强分布仿真

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无机材料学报 2024年第7期39卷 769-778页

作者：武向权滕家琛季祥旭郝禹博张忠明徐春杰西安理工大学材料科学与工程学院西安710048 西安理工大学谢赫特曼诺奖新材料研究院西安710048

陶瓷光固化技术在制备Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷方面具有广阔前景,织构化的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷在陶瓷光固化增材制备方面亟待研究。本工作研究了添加片状氧化铝、等轴氧化铝、球形二氧化硅的片-球混合陶瓷光固化浆料的特性... 详细信息

陶瓷光固化技术在制备Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷方面具有广阔前景,织构化的Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷在陶瓷光固化增材制备方面亟待研究。本工作研究了添加片状氧化铝、等轴氧化铝、球形二氧化硅的片-球混合陶瓷光固化浆料的特性。针对不同固相配比,研究了浆料的黏度、沉降性、固化特性和固化精度,并针对所研究的片-球混合浆料开发了一种紫外光强分布模拟算法,对浆料在曝光中的光强分布进行了理论模拟分析,最终成功制备了具有片状氧化铝定向特征的织构化多孔Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷。研究结果表明,片状氧化铝与球状粉体组合可以使浆料在高固相含量(总固相体积分数40%~45%,片状氧化铝体积分数占50%~60%)下保持低黏度和剪切稀释性。在相同总固相含量下,增大片状氧化铝或球形二氧化硅的含量能够减小浆料的黏度,从而提高浆料的沉降率。片状氧化铝相比于等轴氧化铝可以减少浆料对紫外光的阻挡和散射作用。在相同曝光能量条件下,降低等轴氧化铝、增加球形二氧化硅的含量可以增加的浆料固化厚度;而增加片状氧化铝和球形二氧化硅的含量会扩大尺寸误差。理论模拟结果表明,接近水平分布的片状氧化铝对光的阻挡和偏转作用弱,接近垂直分布的片状氧化铝对紫外光具有引导作用。模型上边界紫外光强平均值的变化与固化厚度测量值的变化接近,所建立的模型可以为浆料固化厚度的实验测试结果提供理论支持。

关键词：陶瓷光固化 Al_(2)O_(3)-SiO_(2)复合陶瓷片状氧化铝光强分布模拟浆料特性

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边缘计算平台中面向分簇的半在线调度方法

西安电子科技大学学报 2024年

作者：韩家曦赵辉冯南之王静万波王泉西安电子科技大学计算机科学与技术学院陕西省智能人机交互与可穿戴技术重点实验室西安电子科技大学杭州研究院

目前面向边缘计算的任务调度方法未考虑因网络延迟造成边缘节点性能不确定的问题，无法适应存在节点性能不确定的延迟敏感型边缘计算平台。针对此问题，提出了一种延迟敏感型边缘计算平台中面向分簇的半在线调度方法。首先，针对边缘计... 详细信息

目前面向边缘计算的任务调度方法未考虑因网络延迟造成边缘节点性能不确定的问题，无法适应存在节点性能不确定的延迟敏感型边缘计算平台。针对此问题，提出了一种延迟敏感型边缘计算平台中面向分簇的半在线调度方法。首先，针对边缘计算平台中存在性能不确定的节点，设计了性能模糊度指标表示边缘节点的性能确定程度，为半在线调度算法提供额外信息；其次，以QoS保障和最小化任务完成时间为目标，提出了双段QoS保障模型和任务完成时间优化模型，建立任务调度双目标优化模型；再次，针对任务调度NP难问题，提出了一种基于映射的半在线任务调度算法MSSA，按照性能模糊度结合用户位置划分服务区域，建立面向分簇的边缘计算平台模型，并根据负载变化动态调整簇容量，实现高效的半在线任务调度。最后，基于真实边缘计算平台日志数据，通过仿真实验与其它方法进行对比，结果表明提出的算法能够减少26%的任务完成时间，并在QoS保障方面提升19%。

关键词：边缘计算调度算法服务质量任务完成时间