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GaN HEMT小信号等效电路模型的关键参数提取

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传感器与微系统 2022年第8期41卷 64-67页

作者：王旭王军西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010

为了更好地表征GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)物理特性,对GaN HEMT小信号等效电路建模及参数提取技术进行研究,提出了一种简单、直接的小信号模型参数提取方法。在传统16单元模型基础上,综合考虑GaN HEMT器件结构、本征特性,描述了一种... 详细信息

为了更好地表征GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)物理特性,对GaN HEMT小信号等效电路建模及参数提取技术进行研究,提出了一种简单、直接的小信号模型参数提取方法。在传统16单元模型基础上,综合考虑GaN HEMT器件结构、本征特性,描述了一种更加完整的20单元等效电路模型。提出在无偏、Cold pich-off条件下获取寄生参数的方法,克服了传统的高珊正向偏压导致的栅极退化。基于双端口网络分析建立Y参数模型,提取本征元件参数,确保其结果在不同偏压下良好的平滑度,便于移植CAD商业工程应用中。在0~18 GHz频率范围内,ADS2014仿真工具的仿真数据与测试数据良好的一致性表明了所建模型及其参数提取技术的有效性。

关键词： GaN高电子迁移率晶体管小信号等效电路参数提取 ADS2014仿真

基于Open CASCADE的弯管参数提取与建模系统研发

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现代制造工程 2023年第10期 94-99页

作者：刘贵名侯润猛田大将周连林李子瑞河北工业大学机械工程学院天津300401 上海数设科技有限公司上海201203 河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300401

为解决自动化弯管CAD/CAM系统中弯管数字化模型到加工坐标参数之间的转换问题,提出了基于Open CASCADE的弯管参数提取与参数化建模的方法。通过开源三维几何引擎Open CASCADE读取弯管数字化模型并提取弯管的几何参数信息,然后通过弯管... 详细信息

为解决自动化弯管CAD/CAM系统中弯管数字化模型到加工坐标参数之间的转换问题,提出了基于Open CASCADE的弯管参数提取与参数化建模的方法。通过开源三维几何引擎Open CASCADE读取弯管数字化模型并提取弯管的几何参数信息,然后通过弯管几何参数信息到加工坐标参数的转换方法获得弯管加工坐标参数。根据弯管加工原理通过弯管加工坐标参数使用Open CASCADE来建立弯管数字化模型。根据以上参数提取和参数化建模方法,开发了弯管参数提取与参数化建模软件系统,实现了弯管数字化模型与加工坐标参数的相互转换。该系统能应用于弯管的设计与制造过程,为实现自动化弯管CAD/CAM系统奠定了基础。

关键词：弯管参数提取参数化建模 Open CASCADE

基于卷积神经网络的三维沉孔特征识别及关键参数提取

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锻压技术 2022年第11期47卷 78-86页

作者：沈大为向华庄新村赵震上海交通大学塑性成形技术与装备研究院上海200030 上海交通大学模具CAD国家工程研究中心上海200030

精冲零件的工艺特征识别和关键参数提取是实现精冲工艺设计智能化的关键。针对典型精冲工艺特征——沉孔,构建了一个以三维CAD模型为输入的特征识别和参数提取模型。利用改进的自适应体素化算法,将基于参数驱动批量生成的沉孔CAD模型转... 详细信息

精冲零件的工艺特征识别和关键参数提取是实现精冲工艺设计智能化的关键。针对典型精冲工艺特征——沉孔,构建了一个以三维CAD模型为输入的特征识别和参数提取模型。利用改进的自适应体素化算法,将基于参数驱动批量生成的沉孔CAD模型转化为体素化模型,建立模型样本数据集;采用两步法,分别以工艺特征体素化模型为输入建立基于三维卷积神经网络的沉孔特征识别模型和以沉孔中心截面图像为输入建立基于二维卷积神经网络的参数提取模型,依次实现了3类主要沉孔特征的分类识别和参数提取。经过验证和评估,所建模型对于沉孔特征类型识别与关键参数提取均有较高的准确率,可以为精冲工艺的智能化工艺设计提供有力支撑。

关键词：沉孔体素化卷积神经网络特征识别参数提取

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半导体激光器速率方程的参数提取（特邀）

光子学报 2022年第2期51卷 82-89页

作者：王建坤黄永光刘祎慧中国科学院半导体研究所材料重点实验室中国科学院大学材料与光电研究中心低维半导体材料与器件北京市重点实验室

重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性，提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例，利用小信号频率响应曲线（S21）准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ，... 详细信息

重新评估了常见半导体激光器参数提取方法中近似条件的适用性，提出更加通用的方程进行半导体激光器速率方程的参数提取。以分布式反馈激光器芯片为例，利用小信号频率响应曲线（S21）准确提取了半导体激光器谐振频率fr与阻尼因子γ，结合激光器的光功率-电流（P-I）响应曲线，即可计算出半导体激光器速率方程的各个参数。对比之前的参数提取近似计算方法，本方法适用的激光器驱动电流范围更宽，大电流下谐振频率fr等参数的提取更精确，对宽工作电流工作的激光器如模拟激光器等的优化改进有借鉴意义。

关键词：光纤通信分布反馈激光器半导体激光器速率方程参数提取谐振频率

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基于遗传算法的半导体激光器参数提取方法

基于遗传算法的半导体激光器参数提取方法

作者：刘煜山东大学

学位级别：硕士

随着光纤接入网、数据中心、第五代移动通信技术的快速发展,光通信市场对高速率、大功率、低成本的光源的需求日益增长。半导体激光器因其成本低、功耗小、体积小的优势,常被用作光纤通信系统中的光发射器件,因此设计性能优良、可靠性... 详细信息

随着光纤接入网、数据中心、第五代移动通信技术的快速发展,光通信市场对高速率、大功率、低成本的光源的需求日益增长。半导体激光器因其成本低、功耗小、体积小的优势,常被用作光纤通信系统中的光发射器件,因此设计性能优良、可靠性高的半导体激光器对于现代光通信的发展具有重大意义。在半导体激光器的制造过程中,芯片测试是必不可少的环节,若芯片性能未达到生产要求,则需对问题参数进行提取,该过程对激光器的性能优化与可靠性验证具有重要指导意义。对于半导体激光器的参数提取过程,传统的方法是基于激光器的数值仿真程序,利用局域搜索的方法对方程进行迭代计算来寻找与目标函数拟合度高的结果,但这种方法存在计算量大、耗时长且易收敛于局部最优值的特点。本文提出一种基于遗传算法的半导体激光器参数提取方法,在实现全局搜索的同时减少仿真的时间,可以提高参数提取的精确度与效率,通过对参数提取结果进行统计与误差分析,验证了本文方法的有效性,具体工作归纳如下:(1)验证了激光器的一维时域行波模型(Traveling wave model,TWM)。首先介绍了TWM中的行波光场方程、载流子速率方程、材料增益经验公式以及对自发辐射噪声源的处理方式,然后使用分布交替法、显式欧拉法分别求解光场方程和载流子方程,最后将计算结果与参考文献结果进行比较,以此证明本文TWM的准确性。(2)验证了激光器的一维频域模型(Transfer matrix method,TMM)。首先结合M.Yamada和T.Makino二人关于激光器传输矩阵的研究,推导出了计算激光器光谱的TMM,然后使用该模型计算激光器腔中心引入不同相移、高反端引入不同相位的光谱,最后给出光谱计算结果的理论分析,以此证明本文TMM的准确性。(3)提出了一种基于遗传算法的半导体激光器参数提取方法。首先利用该方法对预设激光器光谱进行参数提取,得到激光器无注入时的等效折射率neff、光栅耦合系数κ和端面反射率rL、rR的值,然后利用提取的参数进行数值计算,并将计算结果与预设光谱进行比较,以此证明方法的可行性。最后,将此方法用于实验测试光谱的参数提取,并将结果与传统数值参数提取方法的结果进行比较,以此证明了该参数提取方法的仿真结果在精度上比传统方法更高,具有有效性与实用性。

关键词：半导体激光器参数提取遗传算法光谱拟合

基于Storm的变压器PRPD参数提取与模式构造

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计算机应用与软件 2022年第2期39卷 44-48页

作者：赵铭滕朱永利华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

随着局部放电数据增多,为了提高放电数据的参数提取和模式构造的效率,将放电数据参数分析与Storm相结合,设计并使用Storm平台下双阈值过滤参数提取算法。该算法在框架组件中分别对各个阶段进行编程实现,通过数据流连通,将其产生的任务... 详细信息

随着局部放电数据增多,为了提高放电数据的参数提取和模式构造的效率,将放电数据参数分析与Storm相结合,设计并使用Storm平台下双阈值过滤参数提取算法。该算法在框架组件中分别对各个阶段进行编程实现,通过数据流连通,将其产生的任务提交至集群完成,有效提取基本参数并且绘制图谱。实验结果表明,该算法与Storm框架结合具有低延迟和高吞吐量,能够提高处理效率。

关键词： Storm 局部放电 PRPD图谱参数提取

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基于SAR海洋图像的内波特征与参数提取

基于SAR海洋图像的内波特征与参数提取

作者：魏永成南京理工大学

学位级别：硕士

海洋内波是海水内部运动的一种重要体现,对船舶航行、海洋生态学、海洋开发、海洋军事工程等具有重要的意义。遥感监测是海洋内波监测领域的主要观测方式,使用高分辨率合成孔径雷达(SAR)对海洋内波进行探测,使得内波在SAR海洋图像中呈... 详细信息

海洋内波是海水内部运动的一种重要体现,对船舶航行、海洋生态学、海洋开发、海洋军事工程等具有重要的意义。遥感监测是海洋内波监测领域的主要观测方式,使用高分辨率合成孔径雷达(SAR)对海洋内波进行探测,使得内波在SAR海洋图像中呈现为明暗相间的条纹,从而获取内波的空间和参数等信息。本文选取南海的SAR海洋图像为研究目标,从SAR成像原理出发,对海洋图像进行针对性滤波,依据海洋内波在SAR海洋内波图像中的呈现方式,研究海洋内波的提取与识别,最后利用经验小波分解提取内波参数。具体研究内容如下:(1)在SAR海洋图像进行内波检测前的预处理工作中,对于二维信息熵较小的原始SAR海洋内波图像,采用直方图均衡化和高通滤波算法相结合的方法对原始SAR海洋内波图像进行处理,对于二维信息熵较大的的海洋内波图像,利用偶数卷积核的方法来去除杂质,实现对海岸、礁石等信息的基本去除。针对不同程度的相干斑噪声的SAR海洋内波图像采取的不同滤波方法,利用基于shearlet变换的全变差正则化法对噪声方差较小的图像进行去噪;利用基于WNNM和FANS相结合的方法对噪声方差较大的噪声图像进行去噪,为后续内波的检测提供更高质量的图像数据。(2)针对SAR海洋图像中内波特征的提取。引入边缘检测中经典的Canny算子和基于阈值分割的Otsu算法,采用基于Otsu算法的Canny边缘检测,来对SAR海洋图像中的内波纹理进行提取。在完成内波纹理的提取后,通过连通区域过滤小面积区域法,去除图像中部分离散的噪声和非内波的边缘。再采用图像细化算法,将内波纹理在原始SAR海洋图像中用红色单像素线条标记出来。(3)针对SAR海洋图像中内波参数的提取。先从内波在二维水平面传播原理出发,由Kdv方程推导出内波波长与图像中明暗间隔之间的关系,为后面计算内波波长提供理论基础。然后在内波丰富处来截取多条内波的剖面数据,对其进行经验小波分解,克服经验模态分解法时产生的模态混叠以及分解不完备的缺点,最后利用经验小波分解后的数据对内波波长和传播方向进行计算和判断。

关键词：海洋内波 SAR图像特征提取参数提取经验小波变换

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单轨车辆线性建模的参数提取与自平衡控制

单轨车辆线性建模的参数提取与自平衡控制

作者：周全广东工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的快速发展,小型的电动平衡单轨车辆有望成为人们出行环保、廉价、安全的交通工具,进而解决汽车时代带来的空气污染、道路和停车场拥挤等一系列的社会问题。在单轨车辆自平衡控制领域的研究中,绝大多数采用的方案是基于非... 详细信息

随着科学技术的快速发展,小型的电动平衡单轨车辆有望成为人们出行环保、廉价、安全的交通工具,进而解决汽车时代带来的空气污染、道路和停车场拥挤等一系列的社会问题。在单轨车辆自平衡控制领域的研究中,绝大多数采用的方案是基于非线性动力学模型,使用机械飞轮等提供倾侧扭矩的设备来使车辆保持平衡。但是使用机械飞轮的方案不仅提高了车辆的功耗并且使其造价也大幅提高,不利于环保和产业化。因此,本文提出一种新的单轨车辆自平衡控制的方法。并且由于已知文献中没有基于线性化的动力学模型在不使用机械飞轮的情况下利用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)进行自平衡控制的方案,所以在不使用机械飞轮的情况下基于我们建立的线性化的动力学模型,为单轨车设计一种LQR控制器来实现对单轨车的自平衡控制具有创新性。同时利用matlab对设计的LQR控制器进行了仿真,并且搭建了单轨车物理样机来验证控制器的有效性。理论和实验都表明,我们设计的LQR控制器对单轨车辆系统自平衡控制有效,并且不需要飞轮等提供倾侧扭矩的设备。本文的主要研究内容如下:(1)描述了单轨车的结构并且分析了单轨车的自由度。通过建立了广义的坐标来描述了单轨车的一些几何参数,然后分析了单轨车与地面接触的完整和非完整约束,建立了单轨车辆的约束方程,通过拉格朗日法对单轨车辆进行动力学建模,利用数学方法消去了约束方程和拉格朗日因子得到非线性的动力学方程并且对其进行了线性化。(2)调研了常见的单轨车辆自平衡控制的方法的特性。根据单轨车建模的特性选择了LQR的控制方法为单轨设计控制器,通过数学推导为单轨车系统设计了LQR的控制器,并且对设计的控制器进行matlab仿真。(3)根据建模的参量设计了单轨车三维的结构模型,完成了单轨车各个硬件模块的选型并设计了单轨车的硬件系统,设计了各硬件模块的软件程序和整体的软件程序。完成物理样机的设计和开发。(4)基于我们设计的物理样机我们进行了单轨车控制的各个参数的提取,并且通过设计实验验证了我们提取出的参数的正确性为自平衡控制做好了基础。进行了单轨车的自平衡调试路测,通过慢速和快速两组自平衡控制实验,提取出了两组实验的参数,通过路测的观察和提取出的实验参数的分析对比得出我们控制方法的有效性。

关键词：单轨车辆线性模型自平衡控制 LQR控制器参数提取

高电子迁移率晶体管直流特性建模与参数提取软件设计

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高电子迁移率晶体管直流特性建模与参数提取软件设计

作者：栾诗媛华东师范大学

学位级别：硕士

随着半导体与移动通信技术的飞速发展,高电子迁移率晶体管（HEMT）因其具有击穿电压高、高频性能优异以及耐高温等优点,被广泛地应用于高性能电机、微波通信和毫米波器件等领域。所以,精确提取HEMT器件的参数并建立准确的非线性模型对... 详细信息

随着半导体与移动通信技术的飞速发展,高电子迁移率晶体管（HEMT）因其具有击穿电压高、高频性能优异以及耐高温等优点,被广泛地应用于高性能电机、微波通信和毫米波器件等领域。所以,精确提取HEMT器件的参数并建立准确的非线性模型对上述行业发展有着重要意义。本文主要围绕HEMT器件符号定义器件（SDD）模型建立与直流参数提取方法优化展开了研究。首先,分析了HEMT器件基本工作原理以及二维电子气（2DEG）产生机理,并选择了EEHEMT模型和Angelov模型进行研究,同时分析了各自参数的物理意义以及对直流特性的影响。针对模型方程需要改进但软件内置SPICE模型无法随意修改的情况,分别建立了EEHEMT模型和Angelov模型各自对应可以灵活修改的直流SDD模型,并与SPICE模型对比,验证了SDD模型的准确性。然后,针对HEMT器件参数提取问题,提出了将传统参数提取方法和优化算法相结合的方法以提升参数提取工作效率。对传统粒子群优化算法在参数提取问题上的不足加以改进,使其可以根据迭代情况调整惯性因子,避免在处理全局优化问题中陷入局部最优。与传统粒子群优化算法相比,改进后的粒子群优化算法加快了算法收敛速度,提高了曲线拟合精度。最后,利用Python语言结合改进的粒子群优化算法开发了一款HEMT器件直流参数提取软件,完成从数据导入到结果输出各个功能模块的设计,简化了参数提取操作流程。利用软件进行了模型参数提取,并将参数代入SDD模型中,其仿真得到的输出特性曲线和跨导曲线与HEMT器件测试数据高度吻合。由此得出结论,所设计的软件可以高效精确地提取HEMT器件直流参数,结合SDD模型可以准确的模拟HEMT器件直流特性。

关键词： HEMT 参数提取符号定义器件软件开发粒子群优化算法