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In/Nb共掺杂TiO_(2)薄膜结构特性的电子显微学研究

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电子显微学报 2023年第6期42卷 740-747页

作者：路璐李博宸成绍鸫米少波季华实验室广东佛山528200 材料科学与工程学院西安交通大学陕西西安710049

本文研究了In/Nb共掺杂TiO_(2)(TINO)薄膜在LaAlO_(3)(001)和m面α⁃Al_(2)O_(3)衬底上的生长行为和显微结构特征。研究发现TINO薄膜在LaAlO_(3)衬底上呈现锐钛矿结构(A⁃TINO),在m面α⁃Al_(2)O_(3)衬底上呈现金红石结构(R⁃TINO)。薄膜与衬底的晶体学取向关系分别为:(001)[100]A⁃TINO//(001)[100]LaAlO_(3)和(001)[100]R⁃TINO//(1100)[0001]α⁃Al_(2)O_(3)。通过原子分辨率扫描透射高角环形暗场像技术确定了A⁃TINO/LaAlO_(3)和R⁃TINO/α⁃Al_(2)O_(3)异质界面以及薄膜中孪晶和晶界的精细结构。本工作有助于理解TiO_(2)基薄膜的外延生长行为以及掺杂元素在材料中的偏聚特征。

关键词：二氧化钛薄膜材料掺杂缺陷界面结构

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具有温湿度补偿功能的超声波甲烷检测技术

具有温湿度补偿功能的超声波甲烷检测技术

作者：李博宸哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

甲烷是天然气、煤矿坑道气和沼气等的主要成分,它不光在气体能源方面是一种优质燃料,同时在化工类产品和一些合成气体的制造中,也是不可或缺的重要原材料。甲烷是易燃易爆气体,当含量在空气中占到一定比重时,如遇明火,会产生剧烈的爆炸... 详细信息

甲烷是天然气、煤矿坑道气和沼气等的主要成分,它不光在气体能源方面是一种优质燃料,同时在化工类产品和一些合成气体的制造中,也是不可或缺的重要原材料。甲烷是易燃易爆气体,当含量在空气中占到一定比重时,如遇明火,会产生剧烈的爆炸。目前市面上检测甲烷浓度的仪器绝大多数采用催化式传感器,也有部分使用半导体传感器,使用这两类传感器存在的主要问题是使用寿命短、稳定性较差而且功耗普遍偏高。基于此种背景,提出一种高效稳定的甲烷浓度检测技术就显得尤为重要,具有很强的实际意义。在不同介质中传播时超声波具有差异性的速度,利用这一特性,本文提出了一种新型检测方法——具有温湿度补偿功能的超声波甲烷浓度检测技术,本方法采用一对超声波探头构成的单声道进行测量,其中发射探头发送超声波,另一端的探头负责接收超声波信号,在收发探头之间放置一个声栏,用于降低超声波反射干扰。接收探头的信号经过信号调理电路放大,之后进入检相电路、占空比电压转换路实现相位测量,再接入单片机系统进行数据处理。本文进行了环境温湿度对声速影响的理论分析,建立了气体浓度与声速、相位差以及温湿度的数学关系式。此方法有效地补偿了环境温湿度对超声波测量的影响,提高了测量精度,可在很宽的环境温湿度条件下工作,具有更好的稳定性。基于声速、相位差、环境温湿度和气体浓度的数学模型,本文设计了单片机数据处理软件,对样机进行了测试,实测结果验证了该方法较好地实现了温湿度补偿,并具有较高的测量精度。

关键词：甲烷超声波单声道温湿度补偿

面向反水雷的海空协同时间最优雷区覆盖规划方法

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指挥与控制学报 2023年第4期9卷 469-477页

作者：张嘉玲姜永超李博宸王成罡宋磊黄丹上海交通大学航空航天学院上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

面向海空无人编组高效反水雷的任务需求,提出了一种雷区最优覆盖规划算法.该算法利用无人机探雷编组的速度优势对重点水域进行侦察,并应用高斯过程回归求得水雷分布态势,结合无人艇速度权重设计代价函数,对雷区进行了最优划分,以提高作... 详细信息

面向海空无人编组高效反水雷的任务需求,提出了一种雷区最优覆盖规划算法.该算法利用无人机探雷编组的速度优势对重点水域进行侦察,并应用高斯过程回归求得水雷分布态势,结合无人艇速度权重设计代价函数,对雷区进行了最优划分,以提高作业效率.进一步考虑无人艇的欠驱动运动学模型对覆盖问题的影响,设计运动规划算法引导无人艇向其主导区域内的最优位置移动,充分利用无人艇编组机动能力,使灭雷任务完成时间最优.通过仿真实验比较所提算法与基线算法,验证所提出算法在反水雷效率方面的优势.

关键词：高斯过程回归时间最优覆盖速度差异性海空协同欠驱动无人艇

共轴双旋翼/尾推桨/传动耦合系统动力学建模与固有特性分析

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航空学报 2024年第9期45卷 141-154页

作者：李博王潇南京航空航天大学航空学院南京210016 南京航空航天大学直升机动力学全国重点实验室南京210016

高速直升机采用了前行桨叶、降旋翼转速、尾推等技术来实现高速飞行,其中共轴刚性双旋翼、变转速传动系统、高功率输出尾推桨所构成的耦合系统给传统直升机扭振分析带来了新的挑战。针对高速直升机多模式复杂耦合扭振系统,提出了一种基... 详细信息

高速直升机采用了前行桨叶、降旋翼转速、尾推等技术来实现高速飞行,其中共轴刚性双旋翼、变转速传动系统、高功率输出尾推桨所构成的耦合系统给传统直升机扭振分析带来了新的挑战。针对高速直升机多模式复杂耦合扭振系统,提出了一种基于传递矩阵法的新建模策略。相比较于传统有限元方法建模策略,该方法无需对传动链进行当量化处理,也不需要基于哈密顿原理推导系统的整体控制方程,根据系统的拓扑结构即可直接写出系统的控制方程。此外,通过引入分叉虚铰链单元,将任意拓扑结构的传动链都解耦成多条相互独立的链式传动链,从而进一步显著降低了建模难度。最后基于该方法研究了高速直升机不同工作模式下的耦合扭振动力学。

关键词：高速直升机扭振传递矩阵法传动链动力学模型

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管状上皮组织的三维形态发生

Acta Mechanica Sinica 2024年第2期40卷 237-243页

作者：于鹏宇李博 Institute of Biomechanics and Medical Engineering Applied Mechanics LaboratoryDepartment of Engineering MechanicsTsinghua UniversityBeijing100084China

管状上皮组织是组成多种器官的基本结构,其形态发生涉及到细胞变形、生化信号转导,以及细胞之间和细胞与细胞外基质之间的相互作用.目前尚未完全清楚力学和生化信号之间的相互作用如何调节该形态学过程.本文构建了耦合生化信号通路的三... 详细信息

管状上皮组织是组成多种器官的基本结构,其形态发生涉及到细胞变形、生化信号转导,以及细胞之间和细胞与细胞外基质之间的相互作用.目前尚未完全清楚力学和生化信号之间的相互作用如何调节该形态学过程.本文构建了耦合生化信号通路的三维细胞顶点模型,用于探究管状组织的形态发生.数值计算结果表明管腔尺寸受到细胞和细胞外基质的力学性质的影响,且细胞的力学-化学耦合的变形可以激发斑点状和条带状的超细胞肌动球蛋白斑图,进而介导组织形成波浪形和竹节形的管腔结构,该过程会受到化学扩散强度的调节.本研究突显了力学-化学相互作用在生物组织形态动力学中的重要作用,并且提供了一个三维计算框架以深入理解生命系统中复杂的斑图形成过程.

关键词：化学相互作用细胞变形肌动球蛋白形态发生管状组织细胞外基质三维形态波浪形

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基于Halcon的焊缝识别技术研究

电子制作 2024年第2期32卷 59-63页

作者：毛东宸孔令云李博李明科西京学院电子信息学院陕西西安710123 河南省睿卡机器人制造有限公司河南新乡453000

随着科技的不断发展创新,焊接技术依旧在工业生产中得到广泛应用。在焊接过程中,焊缝缺陷是很难避免的,如开裂、未熔合、堆积等问题,这些缺陷将会对焊接工件的外观及质量产生严重影响。传统的焊缝检测方法主要依赖于专业的焊接工程师来... 详细信息

随着科技的不断发展创新,焊接技术依旧在工业生产中得到广泛应用。在焊接过程中,焊缝缺陷是很难避免的,如开裂、未熔合、堆积等问题,这些缺陷将会对焊接工件的外观及质量产生严重影响。传统的焊缝检测方法主要依赖于专业的焊接工程师来进行质量评估,但由于准确度受到了环境及光线等因素的影响,同时也存在主观性较强、检测效率低等问题。因此,通过引入机器视觉技术,可以有效地去除人为干扰,提高检测的准确率。本文提出了一种基于Halcon的焊缝缺陷检测方法。在图像采集部分,本文采用Kinect v2相机对焊缝进行采集,通过相机标定消除相机畸变及标定板角点的提取,从而获取高清晰度的焊缝图片,结果表明该方法能够有效地解决焊缝缺陷检测的精度问题。

关键词：机器视觉缺陷检测图像处理 Halcon 相机标定

基于ROS的双臂机器人的协同控制路径规划研究

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电子制作 2024年第1期32卷 52-55页

作者：李博孔令云毛东宸李明科西京学院电子信息学院陕西西安710123 河南省睿卡机器人制造有限公司河南郑州450000

随着现代机器人技术的不断发展,服务类机器人成为早期机器人的代表,并逐渐走进了大众视野。本研究以六自由度柔性机器人为对象,采用D-H法对其进行数学建模。在考虑双臂机器人实际需求的基础上,本研究通过ROS对机械臂进行控制测试,发现... 详细信息

随着现代机器人技术的不断发展,服务类机器人成为早期机器人的代表,并逐渐走进了大众视野。本研究以六自由度柔性机器人为对象,采用D-H法对其进行数学建模。在考虑双臂机器人实际需求的基础上,本研究通过ROS对机械臂进行控制测试,发现运动路径混乱,无法满足实际需求。所以本研究改进了AABB包围碰撞监测算法,通过对空间六面体投影的重叠映射,检测机器人的运动路径是否存在碰撞。实验结果表明,该双臂按摩机器人在改进AABB算法防碰撞协调控制算法的保证下,实现了双臂主从协调的路径规划研究。

关键词：六自由度机械臂双臂协调控制 ROS 防碰撞 AABB 路径规划

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密闭环境空气质量监测系统及评价方法研究

哈尔滨理工大学学报 2019年第1期24卷 60-65页

作者：李博宸丁喜波蔡庆瑶哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

针对密闭环境空间狭小,与外界相对不流通,长时间处在这样的环境下会产生恶心、头晕、无力等症状的问题,研制一种能够监测密闭环境空气质量的监测系统具有重要的理论意义和很大的应用价值。采用模块化设计方法设计了密闭环境空气质量监... 详细信息

针对密闭环境空间狭小,与外界相对不流通,长时间处在这样的环境下会产生恶心、头晕、无力等症状的问题,研制一种能够监测密闭环境空气质量的监测系统具有重要的理论意义和很大的应用价值。采用模块化设计方法设计了密闭环境空气质量监测系统,整个系统由主板和检测模块构成。当被测的密闭环境改变时,只需添加或减少相应的检测模块即可,增加了系统的灵活性和后期维护的方便性,并建立了基于模糊数学的密闭环境空气质量评价模型和评价算法。利用研制的监测系统进行了测量和空气质量评价实验,实验结果表明,采用的空气质量评价算法可以有效地评价环境空气质量,各环境参数测量精度满足相关的标准要求。

关键词：密闭环境空气质量评价监测系统多参数模块化

激光选区熔化过程声发射信号的降噪与分类预测方法

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机械工程学报 2024年第6期60卷 163-176页

作者：张赛凡李博轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐... 详细信息

激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐照不连续的情况时有发生,因此亟需开发SLM过程中工艺参数在线动态调控及质量监测技术,以保障制造工艺的可靠性和成形件质量的稳定性。通过声发射信号处理与神经网络算法,实现对采用不同激光工艺参数的熔道SLM成形过程的声发射信号分类预测。在降噪模块中,为确定经验模态分解的分解层数从而将其作为神经网络输入神经元的数量,提出一种基于序列间相关性和反双曲正切函数的直观评判方法。在分类预测模块中,对比基于经验模态分解和小波包变换两种声信号特征提取方法所设计的神经网络性能。研究结果表明神经网络模型对于不同激光参数产生的声发射信号进行分类预测的可行性,从而可直接指导SLM工艺参数的在线调控优化或优选,并为SLM过程的成形质量在线监测系统奠定理论方法基础。

关键词：声发射监测机器学习激光选区熔化小波包分析经验模态分解