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基于低秩矩阵恢复的毫米波大规模MIMO信道估计算法研究

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基于低秩矩阵恢复的毫米波大规模MIMO信道估计算法研究

作者：张志能南京邮电大学

学位级别：硕士

大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)和毫米波技术作为5G和6G的核心技术,两者相辅相成,使天线规模可以进一步扩大从而提升系统性能。但是,系统也就变得更加复杂,传统的信道估计方法会导致导频开销过大,因此,我们... 详细信息

大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)和毫米波技术作为5G和6G的核心技术,两者相辅相成,使天线规模可以进一步扩大从而提升系统性能。但是,系统也就变得更加复杂,传统的信道估计方法会导致导频开销过大,因此,我们利用毫米波角度域稀疏的特性,通过低秩矩阵恢复的方法来求解信道估计。基于此,本文研究了联合加权和截断核范数信道估计算法和基于平行因子(Parallel Factor,PARAFAC)约束二线性交替最小二乘的信道估计算法,旨在降低通信系统的训练开销、降低计算复杂度以及提高信道状态信息(Channel State Information,CSI)的估计精度。主要研究内容如下:首先,本文研究了基于低秩矩阵恢复的信道算法,采用联合加权截断核范数作为秩函数的松弛,构造出一种新的矩阵恢复模型用于信道估计问题,以最小化加权截断核范数为优化目标,并利用交替优化框架求解。仿真结果表明,该方法可以有效地提高信道估计的精度,并且具有可靠的收敛性。其次,本文为了改善智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)辅助的毫米大规模MIMO级联信道估计的精度和收敛速度,针对传统的交替最小二乘算法(Alternating Least Squares,ALS)存在着收敛速度慢,迭代时间长的问题,基于平行因子(Parallel Factor,PARAFAC)分解模型,研究了一种约束二线性交替最小二乘(Constrained Bilinear Alternating Least Squares,CBALS)信道估计算法,将大规模MIMO信道矩阵具有渐近正交的特性,作为约束融入拟合算法的迭代过程中。仿真结果显示,与已有的基于导频的信道估计算法相比,本文所提算法能够显著提高信道估计的精度,并且在高功率的情况下,本文所提的CBALS算法具有更好的估计性能,更快的收敛速度以及更低的复杂度。

关键词：毫米波大规模MIMO 低秩矩阵恢复低秩张量分解加权核范数信道估计

异质相金属烯表面分子修饰实现可充电锌-硝酸盐/乙醇电池

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科学通报 2024年第8期69卷 971-973页

作者：张志成天津大学理学院化学系有机集成电路教育部重点实验室天津市分子光电科学重点实验室天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072

氨及其衍生物,作为地球生物圈氮循环的重要组成部分,对人类可持续发展具有重要意义.开发新型的高效氨合成技术以替代传统高能耗的Haber-Bosch制氨法是构建能源经济性社会的一条重要途径^([1]).锌-硝酸盐电池是近年来提出的一种兼具氨电... 详细信息

氨及其衍生物,作为地球生物圈氮循环的重要组成部分,对人类可持续发展具有重要意义.开发新型的高效氨合成技术以替代传统高能耗的Haber-Bosch制氨法是构建能源经济性社会的一条重要途径^([1]).锌-硝酸盐电池是近年来提出的一种兼具氨电合成、能源存储及污水处理能力的环境友好型电化学能源系统。

关键词：地球生物圈能源存储污水处理能力人类可持续发展电合成环境友好型分子修饰异质相

车身多性能约束下的一体压铸三角梁轻量化设计

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中国机械工程 2024年第4期35卷 691-699页

作者：苏永雷张志飞重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 上海小米智能技术有限公司上海200012 小米汽车科技有限公司北京100000

系统性地构建了一体压铸结构的优化方法,基于车身系统超单元模型实现多性能约束下的车身压铸件轻量化设计。首先,缩减复杂的车身系统,针对连续的车体结构,提出了子系统划分原则和方法,分别对各子系统进行超单元缩减,保证车身系统模型的... 详细信息

系统性地构建了一体压铸结构的优化方法,基于车身系统超单元模型实现多性能约束下的车身压铸件轻量化设计。首先,缩减复杂的车身系统,针对连续的车体结构,提出了子系统划分原则和方法,分别对各子系统进行超单元缩减,保证车身系统模型的分析精度并提高计算效率,为快速优化奠定基础;其次,同步考虑压铸结构单体性能和车身系统性能,采用折衷规划法归一化静动态子目标并构建综合目标函数,应用层次分析法得到子目标权重系数,进而开展了多模型拓扑优化,确定了加强筋位置分布;进一步地,同步考虑可设计与可制造性,对压铸结构变厚度拔模面进行参数化定义,并在优化过程中施加制造约束,基于构造的组合代理模型完成厚度参数设计。研究结果表明:在保证分析精度的前提下,缩减的车身系统模型可节省97.3%的计算资源;通过优化,在大幅提高车身一体压铸三角梁结构相关性能的同时,可实现轻量化,表明了所提方法的正确性和实用性。

关键词：压铸结构模型缩减拓扑优化代理模型轻量化

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湍流环境下颗粒与气泡黏附过程的数值模拟研究

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2057-2066页

作者：张志军黄旭贝中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

研究湍流环境中颗粒与气泡的黏附过程对于探究浮选微观过程具有重要意义。基于EDEM的API(应用程序编程接口)二次开发模块,建立了颗粒与气泡黏附过程相互作用的三维离散元法(DEM)模型。在Fluent软件中通过构建规则格栅以激发各向同性的湍... 详细信息

研究湍流环境中颗粒与气泡的黏附过程对于探究浮选微观过程具有重要意义。基于EDEM的API(应用程序编程接口)二次开发模块,建立了颗粒与气泡黏附过程相互作用的三维离散元法(DEM)模型。在Fluent软件中通过构建规则格栅以激发各向同性的湍流,并将湍流环境通过计算流体力学-离散元(CFD-DEM)加入到EDEM软件中。模拟了颗粒粒径为0.10、0.15、0.20、0.25和0.30 mm,颗粒密度为1500、2000和2500 kg/m^(3),球形度为0.746~0.854的不规则颗粒,和气泡直径为1.00、1.20、1.60和2.00 mm,在气泡与格栅间距离为1.00、1.50、2.00和3.00 mm的湍流环境下颗粒与气泡的黏附过程。研究了颗粒、气泡、流场各参数对于颗粒与气泡黏附过程的影响。结果发现,无论规则颗粒还是不规则颗粒在湍流环境中与气泡的黏附均存在临界脱附流速(颗粒与气泡发生脱附的最小湍流流场流速)。密度大的颗粒和粒径大的颗粒与气泡黏附的临界脱附流速更小,表明粒径和密度大的颗粒与气泡难以稳定黏附。气泡的直径越大,颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速越小,颗粒越难以稳定黏附。在相同的流速下,气泡与格栅间距离越小,则流场湍流强度越大,颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速越小,表明湍流强度的增加不利于颗粒与气泡的稳定黏附。球形度小的颗粒与气泡稳定黏附的临界脱附流速也较小,表明球形度小的颗粒与气泡难以稳定黏附。

关键词：浮选 CFD-DEM 颗粒气泡黏附湍流数值模拟

基于国产商用CLBO晶体的高转换效率、高功率深紫外266 nm激光

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中国激光 2024年第7期51卷 234-240页

作者：俞航航张志韬玄洪文广东大湾区空天信息研究院广东广州510700 广东省太赫兹量子电磁学重点实验室广东广州510700 中国科学院大学北京100049

深紫外激光具有光子能量高、波长短等特点,在激光加工、半导体光刻等领域中具有重要的应用价值。固体激光非线性频率变换是实现高功率、高相干性深紫外激光输出的主要方式之一。采用全固态532 nm激光作为基频光、国产商用CsLiB_(6)O_(10... 详细信息

深紫外激光具有光子能量高、波长短等特点,在激光加工、半导体光刻等领域中具有重要的应用价值。固体激光非线性频率变换是实现高功率、高相干性深紫外激光输出的主要方式之一。采用全固态532 nm激光作为基频光、国产商用CsLiB_(6)O_(10)(CLBO)晶体作为频率变换晶体,在基频光功率为34.2 W时,实现了平均功率为14 W、重复频率为100 kHz、脉冲宽度为1.8 ns的266 nm深紫外激光输出,光-光转换效率达到41%。该深紫外光源具有效率高、结构紧凑的优点,验证了国产商用CLBO晶体的实用性,可进一步获得更稳定、更高功率的深紫外激光输出。

关键词：激光器深紫外激光全固态激光 CsLiB_(6)O_(10)晶体高功率

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乙丙丁三元共聚聚丙烯研究进展

石油化工 2024年

作者：张志箭中石化(北京)化工研究院有限公司

乙烯-丙烯-丁烯三元共聚聚丙烯(简称三元共聚聚丙烯)具有较低的起始热封温度和良好的透明性，通常被用作包装薄膜材料，产品附加值高，但它的生产难度大，技术壁垒高。综述了三元共聚聚丙烯的合成、结构与性能方面的研究进展，介绍了三... 详细信息

乙烯-丙烯-丁烯三元共聚聚丙烯(简称三元共聚聚丙烯)具有较低的起始热封温度和良好的透明性，通常被用作包装薄膜材料，产品附加值高，但它的生产难度大，技术壁垒高。综述了三元共聚聚丙烯的合成、结构与性能方面的研究进展，介绍了三元共聚的催化剂和聚合工艺，讨论三元共聚聚丙烯的组成和链结构对最终产品性能的影响以及它的起始热封温度和可溶物含量这些关键性能参数，并对三元共聚聚丙烯的研究和开发方向进行了展望。

关键词：三元共聚聚丙烯链结构热封温度可溶物含量

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耐高温聚合物基储能电介质材料的研究进展

高电压技术 2024年第6期50卷 2309-2318页

作者：张志成张美荣西安交通大学化学学院西安710049 西安交通大学第二附属医院西安710049

聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型... 详细信息

聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型化和集成化的发展要求。因此提高聚合物基电介质材料的储能密度和耐高温性能是储能电介质材料领域的主要挑战。该文综述了近年来新型耐高温聚合物基电介质材料在介电储能领域中的应用进展。首先,介绍了电介质材料的充放电原理,以及决定电介质材料储能密度的关键物理参数;其次,从高玻璃化转变温度、交联作用、电荷陷阱引入及带隙调控3个方面分类介绍了聚合物基耐高温储能电介质的最新研究进展;最后,对耐高温聚合物基储能电介质的发展进行了总结与展望。

关键词：聚合物基电介质储能密度放电效率介电损耗耐高温

外圆磨削18CrNiMo7-6力模型及表面完整性研究

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中国机械工程 2024年第3期35卷 381-393页

作者：王栋陈磊张志鹏郑州大学机械与动力工程学院郑州450001

为了准确和有效地控制磨削参数对磨削力及表面完整性的影响,通过解析法,以磨粒与材料间的塑性变形、压痕理论以及剪切应变效应为理论依据,建立了三阶段的磨削力理论模型。选定棕刚玉砂轮进行磨削试验,探究了磨削参数对磨削力的影响以及... 详细信息

为了准确和有效地控制磨削参数对磨削力及表面完整性的影响,通过解析法,以磨粒与材料间的塑性变形、压痕理论以及剪切应变效应为理论依据,建立了三阶段的磨削力理论模型。选定棕刚玉砂轮进行磨削试验,探究了磨削参数对磨削力的影响以及磨削参数和磨削力对表面完整性的影响,通过外圆横向磨削正交试验获得了外圆磨削最优工艺参数。结果表明,外圆磨削力模型法向磨削力和切向磨削力的预测平均误差分别为5.56%和7.08%;砂轮径向进给速度f_(r)对磨削力的影响最大,磨削宽度b次之,工件转速n_(w)和砂轮粒度的影响较小;f_(r)和b对残余应力的影响较大,砂轮粒度对表面粗糙度的影响最大;随着磨削力的增大,表面粗糙度值一直增大,残余应力先减小后增大,沿深度方向残余应力最大值先增大后减小,在试验所取参数条件下,影响残余应力的深度分布范围基本在20~40μm;最优工艺参数组合如下:f_(r)=0.15 mm/min,n_(w)=120 r/min,b=10 mm,砂轮粒度80。

关键词：外圆磨削横向磨削磨削力模型 18CrNiMo7-6钢表面完整性

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表贴式轴向磁通电机梯形削极分段结构研究

电机与控制学报 2024年第3期28卷 84-95页

作者：武岳张志锋张冉沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 北京航天发射技术研究所北京100076

采用多极少槽结构和分数槽集中绕组可有效提高轴向磁通永磁(AFPM)电机的转矩密度,但磁动势谐波含量较大、频率较高,会引起永磁体涡流损耗增大和温度升高。通过优化表贴式轴向磁通永磁电机的永磁体结构可有效降低永磁体涡流损耗并抑制转... 详细信息

采用多极少槽结构和分数槽集中绕组可有效提高轴向磁通永磁(AFPM)电机的转矩密度,但磁动势谐波含量较大、频率较高,会引起永磁体涡流损耗增大和温度升高。通过优化表贴式轴向磁通永磁电机的永磁体结构可有效降低永磁体涡流损耗并抑制转矩波动,因此提出梯形削极分段结构。首先,基于精确子域法分别建立不同永磁体结构的解析模型。其次,通过解析模型和三维有限元模型对不同永磁体结构的气隙磁密、输出转矩和涡流损耗进行分析对比。然后,通过研究永磁体分段对永磁体涡流损耗的影响,确定梯形削极分段结构的参数。最后,制造一台样机并进行实验,实验结果证明,梯形削极分段结构可有效降低永磁体涡流损耗并且改善轴向磁通永磁电机输出性能。

关键词：轴向磁通永磁电机梯形削极分段结构永磁体结构永磁体涡流损耗转矩密度精确子域法

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