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面向NPC三电平变换器的SiC MOSFET桥臂串扰与振荡抑制研究

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面向NPC三电平变换器的SiC MOSFET桥臂串扰与振荡抑制研究

作者：林铭恩中国矿业大学

学位级别：硕士

为了提高功率开关器件的工作频率,降低开关损耗,从而提升二极管中点钳位型(Neutral Point Clamped,NPC)三电平变换器功率密度和效率,可以通过在NPC三电平变换器中添加谐振电路等软开关技术来实现。但软开关技术存在较大的电压应力和电... 详细信息

为了提高功率开关器件的工作频率,降低开关损耗,从而提升二极管中点钳位型(Neutral Point Clamped,NPC)三电平变换器功率密度和效率,可以通过在NPC三电平变换器中添加谐振电路等软开关技术来实现。但软开关技术存在较大的电压应力和电流应力、控制复杂和系统成本较高等问题,制约了其在高压大功率变换器中的应用。因此,国内外研究学者开始研究宽禁带器件在NPC三电平变换器中的应用,利用宽禁带器件的高开关频率、低开关损耗等优势,提升NPC三电平变换器的性能,并应用到光伏发电、风力发电、不间断电源、电推进飞机等高压大功率场合。其中,SiC MOSFET因其具有开关速度快、导通电阻低、阻断电压高、耐高温等器件优势,逐渐在高效率、高功率密度与高温等场合取代传统的Si IGBT。然而,在高速开关过程中,由于SiC MOSFET寄生参数、功率电路及驱动电路寄生电感等非理想因素引起的桥臂串扰和栅源电压振荡严重制约了SiC MOSFET的开关速度。因此,在功率开关器件为SiC MOSFET的NPC三电平变换器中,针对在高工作频率下能够有效抑制桥臂串扰和栅源电压振荡的SiC MOSFET驱动方案设计具有重要意义。本文针对以下内容进行了研究:(1)由于NPC三电平桥臂电路需要同时考虑四个SiC MOSFET的开关情况及相互作用,直接设计SiC MOSFET驱动的难度较大,因此,本文首先通过只含两个SiC MOSFET的两电平桥臂电路来简化分析桥臂串扰和栅源电压振荡。然后,针对基于推挽式电容辅助电路(push-pull-capacitor auxiliary circuit,PPCAC)的SiC MOSFET驱动方案进行研究,提出了一种驱动参数设计方法,即分别建立数学模型对该方案中的推挽电容充放电时刻、串扰电压峰值与推挽电容的关系、驱动回路LCR谐振、栅源电压振荡等关键技术参数进行设计,在有效抑制桥臂串扰和栅源电压振荡的前提下,提高SiC MOSFET的开关速度。最后,在两电平电路双脉冲测试平台上实验验证了PPCAC驱动参数设计的合理性。(2)为了测试NPC三电平电路中PPCAC驱动及其驱动参数设计方法对抑制桥臂串扰和栅源电压振荡的有效性,本文先由传统双脉冲测试方法拓展至NPC三电平电路两管动作双脉冲测试和四管动作双脉冲测试。在SiC MOSFET高速开关过程中,NPC三电平桥臂电路内外管漏源电压会出现不均衡现象,并且由于功率回路存在寄生电感,各开关管的漏源电压也会产生过冲,这些漏源电压变化将通过米勒电容耦合至驱动回路,严重影响了SiC MOSFET栅源电压及其驱动设计,因此,本文在NPC三电平桥臂电路各开关管漏源极之间并联一个RCD缓冲电路来抑制桥臂电路内外管漏源电压不均衡和漏源电压过冲。最后,本文在四管动作双脉冲测试中,分析PPCAC驱动及其驱动参数设计方法对抑制NPC三电平桥臂串扰和栅源电压振荡的效果,并对比了传统驱动和PPCAC驱动的开关速度。(3)本文设计并搭建了全SiC器件NPC三电平逆变器平台,并在该平台上进行四管动作双脉冲测试实验,验证了PPCAC驱动方案及驱动参数设计方法同样可以有效抑制NPC三电平SiC MOSFET桥臂串扰和栅源电压振荡。

关键词： SiC MOSFET 桥臂串扰与振荡抑制驱动参数设计 NPC三电平测试

基于三角直觉模糊数的多阶段任务系统可靠性评估

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运筹与管理 2024年第5期33卷 1-8页

作者：黄超武小悦林铭炜徐泽水国防科技大学系统工程学院湖南长沙410073 福建师范大学计算机与网络空间安全学院福建福州350117 四川大学商学院四川成都610064

针对多阶段任务系统(Phased Mission System,PMS)可靠性评估中对系统或部件退化规律认识不清、主观知识不完备、环境变化等原因造成部件的信息不足或不精确问题,基于三角直觉模糊数(Triangular Intuitionistic Fuzzy Number,TIFN)和二... 详细信息

针对多阶段任务系统(Phased Mission System,PMS)可靠性评估中对系统或部件退化规律认识不清、主观知识不完备、环境变化等原因造成部件的信息不足或不精确问题,基于三角直觉模糊数(Triangular Intuitionistic Fuzzy Number,TIFN)和二元决策图(Binary Decision Diagram,BDD)模型,提出了一种PMS可靠性评估方法。首先,定义了TIFN的指数运算法则,证明了其满足的性质;其次,通过多位专家对部件平均故障时间(Mean Time to Failure,MTTF)进行评估,利用TIFN量化专家意见,建立了直觉模糊失效率评估模型,构建了一种计算TIFN的隶属度和非隶属度的方法,根据TIFN的运算法则和指数分布函数定义了部件的模糊失效函数;最后,运用示例说明了该方法的有效性,并与传统PMS-BDD方法、模糊故障树方法和直觉模糊故障树方法进行了对比分析。

关键词：多阶段任务系统(PMS) 可靠性评估三角直觉模糊数(TIFN) 二元决策图(BDD)

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基于两阶段分析的多尺度颈动脉斑块检测方法

南方医科大学学报 2024年第2期44卷 387-396页

作者：肖慧方威扬林铭俊周振忠费洪文陈超敏南方医科大学生物医学工程学院广东广州510515 广州尚医网信息技术有限公司广东广州510515 南方医科大学附属广东省人民医院广东广州510180

目的实现从超声图像中准确检测出多种尺度大小的颈动脉斑块。方法本文提出一种基于深度卷积神经网络的两阶段颈动脉斑块检测方法—SM-YOLO。依次运用中值滤波、直方图均衡化、Gamma变换等算法对数据集进行预处理,提高图像质量。模型的第... 详细信息

目的实现从超声图像中准确检测出多种尺度大小的颈动脉斑块。方法本文提出一种基于深度卷积神经网络的两阶段颈动脉斑块检测方法—SM-YOLO。依次运用中值滤波、直方图均衡化、Gamma变换等算法对数据集进行预处理,提高图像质量。模型的第1阶段基于YOLOX_l目标检测网络构建候选斑块集,添加多尺度图像训练和多尺度图像预测策略,以适应不同形状大小的颈动脉斑块。在第2阶段中,提取并融合方向梯度直方图特征(HOG)和局部二值模式特征(LBP),结合支持向量机分类器(SVM)对候选斑块集进行筛选得到最终的检测结果。将本文构建的模型与多个领先的目标检测模型(YOLOX_l、SSD、EfficientDet、YOLOV5_l、Faster R-CNN)进行定量和可视化结果对比。结果SM-YOLO在测试集上的召回率为89.44%,精确率为90.96%,F1-Score为90.19%,AP为92.70%,各项性能指标和可视化效果均优于其他几种模型。同时其检测时间比Faster R-CNN模型少3倍,基本满足实时检测的要求。结论本文的颈动脉斑块检测方法具有较好的性能,对于在超声图像中准确识别颈动脉斑块具有一定的临床应用价值。

关键词：深度学习 YOLOX 特征融合 SVM 颈动脉斑块

无定型硼粉/硅橡胶复合材料的耐γ辐射老化性能

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辐射研究与辐射工艺学报 2024年

作者：沈杭吴志豪林铭章中国科学技术大学核科学技术学院

在核医学、航空和航天等尖端领域中，高分子材料因长期暴露于电离辐射等极端环境而面临严峻挑战，对材料的服役可靠性提出了极高的要求，因此，提升高分子材料的耐辐射老化性能成为迫切需求。无定型硼粉（B）外层存在的空轨道能够提供... 详细信息

在核医学、航空和航天等尖端领域中，高分子材料因长期暴露于电离辐射等极端环境而面临严峻挑战，对材料的服役可靠性提出了极高的要求，因此，提升高分子材料的耐辐射老化性能成为迫切需求。无定型硼粉（B）外层存在的空轨道能够提供一个与自由基相互作用的空轨道，并与辐照产生的自由基反应，从而保护高分子材料减少辐射损伤。本工作据此制备了无定型硼粉/硅橡胶（B/SR）复合材料，并通过系统研究辐照前后材料的机械、热学及交联密度等性能变化，深入探讨了B对硅橡胶耐辐射性能的影响。实验结果表明：B/SR0.3样品在吸收剂量为200 kGy时，其断裂伸长率保持率可维持在（49.4±3.1）%，而纯SR仅为（24.7±2.7）%;0.3份B的加入使辐照后硅橡胶复合材料的初始分解温度从454.9℃提升至472.8℃，显著增强了硅橡胶在辐射环境中的热稳定性。同时采用紫外灯-电子顺磁共振（UV-EPR）谱仪进行实时测量，揭示了B可以有效清除辐照过程中硅橡胶复合材料内部产生的自由基。本研究为提升硅橡胶复合材料的耐辐射性能提供了有效策略，同时也为开发新型耐辐射高分子材料奠定了坚实基础。

关键词：硅橡胶辐射效应无机纳米颗粒自由基清除

缔造宽松课堂营造趣味氛围——从“双减”看小学科学信息化教学

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天津教育 2024年第8期 101-103页

作者：林铭孜福建省福州金山小学金闽校区

“双减”政策的核心是“减负提质”,即减少学生的学习负担,提高他们的学习质量。围绕信息技术开展小学科学教学,将抽象、繁琐的科学知识以直观的方式呈现在学生面前,让学生亲历知识的生成过程,这样的教学模式不仅能够有效提高学生的学... 详细信息

“双减”政策的核心是“减负提质”,即减少学生的学习负担,提高他们的学习质量。围绕信息技术开展小学科学教学,将抽象、繁琐的科学知识以直观的方式呈现在学生面前,让学生亲历知识的生成过程,这样的教学模式不仅能够有效提高学生的学习兴趣,实现减负的目的,还能全面优化学生的课堂体验,达到提质的效果。

关键词：信息化教学小学科学课堂体验减负提质信息技术教学模式宽松课堂学生的学习

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环状梳形聚合物在稀溶液中的链构象

高分子通报 2024年第6期37卷 802-807页

作者：林铭涛彭尔康丁明明广东工业大学轻工化工学院广州510006

梳形聚合物已成为一类具有广泛潜在应用的新材料,但是,开发这些应用的先决条件是准确表征梳形聚合物链结构与分子参数的关系。本文采用布朗动力模拟方法探究了环状梳形聚合物链尺寸与结构特征参数的依赖关系,获得了溶液中链构象的一般... 详细信息

梳形聚合物已成为一类具有广泛潜在应用的新材料,但是,开发这些应用的先决条件是准确表征梳形聚合物链结构与分子参数的关系。本文采用布朗动力模拟方法探究了环状梳形聚合物链尺寸与结构特征参数的依赖关系,获得了溶液中链构象的一般描述。结合Flory理论,我们发现环状梳形链与线状梳形链类似,只有在高接枝密度时,侧链-侧链间排除体积的影响才足够显著。此外,拉伸因子可以很好地捕捉环状梳形聚合物构象变化的本质,其中回转半径与拉伸因子满足标度指数关系。本文揭示了环状梳形链尺寸与分子参数的依赖关系,明确了拉伸因子是描述链相对尺寸的可靠参量。

关键词：环状梳形聚合物布朗动力学链构象

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自动化钻井技术发展情况研究

内蒙古石油化工 2024年第6期 92-95页

作者：林铭奥大庆钻探工程公司钻井三公司

钻井系统的自动化可以大幅度提高钻井施工效率、降低运营成本并提高作业人员安全性。近年来钻井系统自动化方面的研究获得了业界巨大的投入，并取得了丰硕的回报。综述了自动化钻井系统的历史情况、最新发展情况，并对钻井系统自动化进... 详细信息

钻井系统的自动化可以大幅度提高钻井施工效率、降低运营成本并提高作业人员安全性。近年来钻井系统自动化方面的研究获得了业界巨大的投入，并取得了丰硕的回报。综述了自动化钻井系统的历史情况、最新发展情况，并对钻井系统自动化进行了展望。

关键词：钻井系统自动化发展情况

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科学摄影手法在新闻摄影中的运用

中国地市报人 2024年第1期 97-99页

作者：林铭鸿厦门日报社

科学摄影的概念较早兴起于天文摄影领域,通过对日月角度、典型星座和系内行星在空中角度的计算,提前规划出天体与地标建筑、目标对象同框的拍摄手法。科学摄影手法在快速发展,且已经衍生出多种侧重方向不同的辅助计算软件。对新闻摄影... 详细信息

科学摄影的概念较早兴起于天文摄影领域,通过对日月角度、典型星座和系内行星在空中角度的计算,提前规划出天体与地标建筑、目标对象同框的拍摄手法。科学摄影手法在快速发展,且已经衍生出多种侧重方向不同的辅助计算软件。对新闻摄影从业者来说,科学摄影就如同“第二个CPU”,发挥着极其重要的作用,能够显著降低特定场景拍摄所需的前期工作量,科学摄影的熟练使用不但为人们“看世界”提供了更新奇的角度,而且通过优化取景角度寻找最佳拍摄点位,符合画面真实性这一新闻摄影的首需要务,是新闻摄影工作中的良好助力。基于此,本文就科学摄影手法在新闻摄影中的应用进行深入研究。

关键词：科学摄影新闻应用

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面向无人机航拍图像的多尺度目标检测研究

半导体光电 2024年第3期45卷 501-508页

作者：贾亮林铭文戚丽瑾谈瑾沈阳航空航天大学电子信息工程学院沈阳110136

针对无人机航拍图像背景复杂、小目标占比高且分布不均导致的现有算法精度不佳等问题,提出了一种面向无人机航拍图像的多尺度目标检测网络VTO-YOLOv8。首先,采用WIoU v3作为边界框回归损失函数,并使用明智的梯度分配策略,这一策略将使... 详细信息

针对无人机航拍图像背景复杂、小目标占比高且分布不均导致的现有算法精度不佳等问题,提出了一种面向无人机航拍图像的多尺度目标检测网络VTO-YOLOv8。首先,采用WIoU v3作为边界框回归损失函数,并使用明智的梯度分配策略,这一策略将使网络更加关注普通质量样本,从而提高其定位能力;其次,设计四层T-BiFPN结构,加强浅层特征和深层特征的融合;此外,设计C2f-DBB多分支模块,在不增加计算量的前提下,提升检测性能;同时,使用聚焦调制模块,加强不同尺度信息的交互。实验结果表明,网络在Visdrone2019数据集上相较基准模型在mAP50和mAP指标上分别提高了9.0%和5.9%,同时参数降低了22.6%,可更好地应用于无人机航拍目标检测中。

关键词：目标检测无人机图像特征融合多分支结构多尺度目标检测