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HiPIMS沉积光电薄膜研究进展:放电特性和参数调控

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中国表面工程 2022年第5期35卷 93-104页

作者：张海宝刘洋陈强北京印刷学院等离子体物理与材料实验室北京102600

高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术具有离化率高、等离子体密度高、沉积温度低、薄膜结构致密等优点,与沉积超硬耐磨涂层相比,HiPIMS技术在光电薄膜沉积中的应用相对较少,且HiPIMS镀膜过程中涉及工艺参数较多,工艺参数的选择直接影响着沉... 详细信息

高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)技术具有离化率高、等离子体密度高、沉积温度低、薄膜结构致密等优点,与沉积超硬耐磨涂层相比,HiPIMS技术在光电薄膜沉积中的应用相对较少,且HiPIMS镀膜过程中涉及工艺参数较多,工艺参数的选择直接影响着沉积薄膜的结构和性能。基于这两个问题,系统梳理HiPIMS在光电薄膜沉积中放电的时空演变特性,重点介绍HiPIMS技术在光电薄膜沉积过程中的关键工艺参数,包括峰值功率密度、衬底材料、掺杂、偏置电压等,对薄膜结构和性能的影响规律,最后展望HiPIMS技术在光电薄膜沉积中的应用前景与发展趋势。

关键词：高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS) 光电薄膜等离子体放电特性参数调控

基于卷积神经网络与可视图像的类滑动放电模式识别

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高电压技术 2024年第1期50卷 423-431页

作者：潘如政李怀宇崔巍曾鑫张帅邵涛河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300400 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300400 中国科学院电工研究所等离子体科学和能源转化北京市国际科技合作基地北京100190 空军工程大学等离子体动力学重点实验室西安710038 中国科学院大学北京100049

为了提高机器学习算法对类滑动放电模式识别的准确率,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neuralnetworks,CNN)与可视图像识别电晕放电、弥散放电和类滑动放电等模式的方法。通过选取气体体积流量0~16 L/min、电极间隙2~10 mm、... 详细信息

为了提高机器学习算法对类滑动放电模式识别的准确率,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neuralnetworks,CNN)与可视图像识别电晕放电、弥散放电和类滑动放电等模式的方法。通过选取气体体积流量0~16 L/min、电极间隙2~10 mm、脉冲频率0.5~3 kHz等不同条件下的类滑动放电图像构建图像库,搭建CNN模型并优化影响CNN识别性能的超参数,包括网络层数、全连接层(full connected layer,FC)神经元数、卷积核尺寸以及激活函数类型,最后比较了CNN与决策树(decision tree,DT)算法和随机森林(random decision forests,RF)算法的识别效果。结果表明,CNN识别准确率为100%,高于传统机器学习方法。此外,本文还给出了放电模式及条件参数,通过基于反向传播神经网络(back propagation neural networks,BPNN)的聚类分析算法识别弥散放电和类滑动放电,并且准确率为100%。

关键词：类滑动放电可视图像卷积神经网络机器学习模式识别参数调控

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二能级系统朗道—基纳隧穿的参数调控

二能级系统朗道—基纳隧穿的参数调控

作者：闫娟陕西师范大学

学位级别：硕士

在量子系统控制的问题中,一类重要而基础的问题就是如何对系统状态的演化进行精确操控。其中关于量子态间布居数转移的操控研究在量子信息、量子计算、原子光学、化学反应动力学等领域都起着重要的作用。本文的主要目的就是通过对系统... 详细信息

在量子系统控制的问题中,一类重要而基础的问题就是如何对系统状态的演化进行精确操控。其中关于量子态间布居数转移的操控研究在量子信息、量子计算、原子光学、化学反应动力学等领域都起着重要的作用。本文的主要目的就是通过对系统态演化的驱动控制以使系统能够精确地被调控到特定的量子态。在这个方面,朗道-基纳隧穿模型由于其数学上的简单性和物理上的普适性而备受研究者关注,该模型也普遍出现在许多量子系统的理论和实验研究之中。同时,朗道-基纳技术在原子分子物理学中也是有着广泛应用的重要布居转移方法之一。本文在含时量子系统理论的基础上,主要进行有关二能级系统朗道-基纳隧穿模型的光场调控研究。系统介绍了理想化二能级含时系统中隧穿几率的计算方法,重点讨论了在外加周期性驱动场作用情况下系统的隧穿动力学特性。首先建立单个二能级系统的哈密顿量,得到相应的含时薛定谔方程,然后对其进行数值求解,分析并讨论了能级扫描速度和激光参数(包括拉比频率,激光频率和相位)对朗道-基纳隧穿动力学的影响,详细考察了在不同参数组合下布居概率分布的特征和动力学演化过程,并且得到了丰富的布居隧穿图像。研究结果表明,通过对光场驱动参数适当的调控设置,可以得到具有高鲁棒性和稳定性的布居转移概率,例如在有效参数控制范围内选择低的激光频率可显著提高被控系统的鲁棒性,通过对激光参数的优化可以有效地控制能级的布居数分布以此来实现量子态的操控。另一方面,鉴于许多实际的系统操控过程都是在大量二能级系统的控制环境下进行的,比如在激光冷却、人工晶体、量子计算等的实际操控过程中往往都面临着大量的量子单元并存的多体环境。论文第二部分在单个量子比特朗道-基纳隧穿驱动模型的基础上,进一步考虑了两个量子位耦合情况下的隧穿动力学行为,研究了粒子间的相互作用对于动力学过程的影响。最后考虑了在大自由度多体量子系统中的非线性朗道-基纳隧穿模型,对非线性朗道-基纳隧穿现象及其参数驱动调控进行了简单的介绍和讨论。

关键词：量子调控含时量子系统朗道-基纳隧穿模型参数调控

碳化硅MOSFET驱动回路参数调控与短路保护方法研究

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碳化硅MOSFET驱动回路参数调控与短路保护方法研究

作者：梁帅华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着电力电子技术的蓬勃发展,传统硅基器件已不能满足复杂工况的应用需求。凭借着碳化硅材料的优异性能,碳化硅MOSFET在电动汽车、新能源发电等领域被广泛应用。然而,较高的开关速度引入的电压过冲、电流过冲问题,以及较弱的短路承受能... 详细信息

随着电力电子技术的蓬勃发展,传统硅基器件已不能满足复杂工况的应用需求。凭借着碳化硅材料的优异性能,碳化硅MOSFET在电动汽车、新能源发电等领域被广泛应用。然而,较高的开关速度引入的电压过冲、电流过冲问题,以及较弱的短路承受能力导致的短路保护问题,都是碳化硅MOSFET应用所面临的严峻挑战,严重阻碍碳化硅MOSFET的进一步应用。驱动及保护电路是充分发挥功率半导体器件开关特性和保证其安全运行的关键,传统硅基IGBT的驱动及保护电路结构已不再完全适用于碳化硅MOSFET。本文针对碳化硅MOSFET较严重的开关电气应力和较弱的短路承受能力问题,立足于碳化硅MOSFET驱动回路研究,采用了理论分析、仿真探究与实验验证相结合的手段,提出了改善器件开关特性的栅极电感调控方法及通过监测栅极电流变化的短路保护方法。首先,建立了碳化硅MOSFET开关暂态等效电路模型,按照不同阶段分析了碳化硅MOSFET开通和关断暂态过程,揭示了栅极电感对栅源极电压、漏源极电压和漏极电流的影响规律,以此为基础提出了栅极电感调控方法,并分析了栅极电阻与共源极电感对栅极电感调控方法的影响。其次,对比分析了正常工作状态、第一类短路故障、第二类短路故障下栅极电流的变化规律,提出了通过监测栅极电流变化的短路保护方法。以第一类短路保护方法为指导原则,设计了以FPGA为核心的短路保护电路。最后,搭建了碳化硅MOSFET动态特性测试平台,验证了栅极电感调控方法的有效性,并通过接入肖特基二极管克服了该方法引入的栅源极电压过冲问题,提高了栅极电感调控方法的实用性。又搭建了碳化硅MOSFET短路测试平台,验证了短路保护方法的有效性。

关键词：碳化硅MOSFET 驱动回路参数调控短路保护

基于工艺理论与数据挖掘的铁水提钒关键措施分析

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钢铁 2024年第3期59卷 58-78页

作者：段一凡刘然刘小杰李欣李红玮吕庆华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

“高炉+转炉”法是中国主流的钒钛矿冶炼工艺,针对钒钛高炉冶炼数据探究铁水最终钒含量的影响机制,并量化具体的参数调控方案对钒钛烧结矿的高效冶炼具有重大意义。首先梳理了钒钛烧结矿的矿物组成及冶炼机理,结合不同反应的吉布斯自由... 详细信息

“高炉+转炉”法是中国主流的钒钛矿冶炼工艺,针对钒钛高炉冶炼数据探究铁水最终钒含量的影响机制,并量化具体的参数调控方案对钒钛烧结矿的高效冶炼具有重大意义。首先梳理了钒钛烧结矿的矿物组成及冶炼机理,结合不同反应的吉布斯自由能变化曲线分析了钒、钛元素的热力学特征,从理论方面确定了铁水钒、钛含量之间存在促进关系以及与渣中TiO_(2)含量存在抑制关系的主要结论。其次,以承德某钢铁厂的钒钛矿冶炼数据为基础,提出了一种高效的特征选择算法用于提取铁水钒含量的影响特征,计算参数之间的斯皮尔曼相关系数确定相关性;计算参数之间的互信息度判断冗余特征;结合最大相关-最小冗余的思想和工艺原理最终选取17个特征变量作为铁水钒含量的主要影响特征,同时引入“信息传递熵”的概念衡量高炉调参过程中的效果链式传递现象。最后,给出了提高铁水钒含量的具体措施,并结合控制变量法量化了不同的高炉调参策略对铁水钒含量的影响。有利于进一步明确钒、钛元素在高炉冶炼过程中的演变行为,通过试验数据的分析结果为铁水提钒的关键参数调控提供了操作依据,促进了钒钛高炉的稳定顺行与高效冶炼。未来,相关研究应致力于将数据分析与专家经验进行更深层次的融合,推动钒钛高炉的智能制造与调控进一步深入。

关键词：钒钛烧结矿铁水提钒特征选择参数调控链式传递现象

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复合动作电位与迷走神经刺激个性化参数调控

清华大学学报（自然科学版） 2017年第2期57卷 134-140页

作者：袁媛郝红伟李路明清华大学航天航空学院北京100084 北京脑重大疾病研究院癫痫研究所北京100093 清华-伯克利深圳学院深圳518055

迷走神经刺激(VNS)广泛应用于癫痫和抑郁等多种药物难治性疾病的治疗,实现VNS个性化调控对疗法的临床推广具有重要意义。该文提出了以术中复合动作电位(CAP)为评估依据的VNS疗法个性化参数选择方法。搭建了CAP信号采集平台,开展了中华... 详细信息

迷走神经刺激(VNS)广泛应用于癫痫和抑郁等多种药物难治性疾病的治疗,实现VNS个性化调控对疗法的临床推广具有重要意义。该文提出了以术中复合动作电位(CAP)为评估依据的VNS疗法个性化参数选择方法。搭建了CAP信号采集平台,开展了中华小型猪的活体实验,在恒流刺激模式下分析了电流幅度、脉宽和频率等VNS刺激参数与迷走神经CAP信号的量化关系,明确了VNS疗法临床常用刺激参数的选择依据,进而提出了个性化治疗参数的选择标准及选择范围。实验结果表明:应以CAP信号中A类纤维和B类纤维的不同响应特性为依据,开展VNS治疗癫痫和抑郁的个性化参数调控。该方法为VNS疗效的提高以及闭环VNS疗法的发展奠定了基础。

关键词：迷走神经刺激参数调控复合动作电位个性化治疗活体实验

园林废弃物堆肥操作参数调控及优化策略研究进展

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杭州师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期21卷 291-300页

作者：赖余港陈君晓赵彩霞丁颖杭州师范大学生命与环境科学学院浙江杭州311121

堆肥是园林废弃物资源化、无害化和减量化的处理处置方法之一.文章简要介绍了常见的几种园林废弃物堆肥处理处置系统,重点综述园林废弃物堆肥操作参数的调控及优化策略,并概述了堆肥产品的后续利用情况,以期从促进堆肥快速腐熟和提升堆... 详细信息

堆肥是园林废弃物资源化、无害化和减量化的处理处置方法之一.文章简要介绍了常见的几种园林废弃物堆肥处理处置系统,重点综述园林废弃物堆肥操作参数的调控及优化策略,并概述了堆肥产品的后续利用情况,以期从促进堆肥快速腐熟和提升堆肥产品品质等方向为园林废弃物堆肥工艺的进一步优化提供参考.

关键词：园林废弃物堆肥参数调控优化策略

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调控参数对涡轮钻具叶片性能的影响

石油机械 2019年第6期47卷 33-37页

作者：周思柱何诗尧黄天成孙文斌长江大学机械工程学院

涡轮叶片的参数调控优化设计能够较好地改善涡轮钻具的转矩、效率等水力参数。为此,基于贝塞尔曲线理论和流体动力学理论,通过理论分析、仿真模拟及试验对比等方法全面研究了涡轮叶片参数的设计对涡轮性能的影响。分析结果表明:提出的... 详细信息

涡轮叶片的参数调控优化设计能够较好地改善涡轮钻具的转矩、效率等水力参数。为此,基于贝塞尔曲线理论和流体动力学理论,通过理论分析、仿真模拟及试验对比等方法全面研究了涡轮叶片参数的设计对涡轮性能的影响。分析结果表明:提出的数值模拟方法可以系统地实现涡轮叶片从造型设计、性能预测到参数优化的全面分析;在低转速时,安装角对输出功率与效率的影响不明显,超过最优转速后其对效率和功率的影响显著,并且涡轮扭矩、压降、输出功率及效率随安装角的增大呈降低趋势;随着后锥角的增大,扭矩、压降及输出功率都呈增大趋势,因此涡轮要在最高效率下获得较大输出功率,可适当增大后锥角。所得结论可为高性能涡轮叶片型线的设计提供参考。

关键词：涡轮钻具参数调控叶片水力性能贝塞尔曲线数值模拟

包头市南郊污水厂脱氮除磷运行参数调控及工艺优化研究

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包头市南郊污水厂脱氮除磷运行参数调控及工艺优化研究

作者：陈青蕊内蒙古科技大学

学位级别：硕士

目前，水体富营养化日益严峻，国家各方面污水标准都有所升高。包头市南郊生活污水厂，运用A2/O工艺，但其出水效果不稳定，存在脱氮效率低等问题。本课题为解决这些问题，基于此次优化实际工程，通过小试试验对南郊污水厂进行优化过程... 详细信息

目前，水体富营养化日益严峻，国家各方面污水标准都有所升高。包头市南郊生活污水厂，运用A2/O工艺，但其出水效果不稳定，存在脱氮效率低等问题。本课题为解决这些问题，基于此次优化实际工程，通过小试试验对南郊污水厂进行优化过程中A2/O的启动、参数调控、BAF的启动和组合系统优化的分析研究。主要研究结果如下：（1）本试验首先采用250LA2/O反应器，培养驯化污泥，启动试验。分析混合液回流比变化对污染物的去除效能，以及不同污泥回流比、污泥龄的去除效果。研究表明，最优内外回流比分别为200%和75%，污泥龄设定成15d。此时，出水COD、氨氮、总氮和总磷的浓度很低，实现《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。（2）采用接种挂膜，加快曝气生物滤池启动。采用新型聚乙烯填料作为曝气生物滤池滤料，加入反硝化菌DNF409，及好氧池的适量活性污泥进行培养。结果表明，这种挂膜方法加强了水处理过程中同步硝化反硝化作用，缩短了挂膜时间，促进了系统的快速启动。17d后，BAF迅速挂膜成功。（3）曝气生物滤池脱氮效果良好。在水温为17.4-22.2℃、进水流量为12L/h、气水比为3：1的条件下，BAF稳定运行后，对COD、TN、氨氮的平均去除率分别为82.54%、70.36%、86.82%，平均出水浓度分别为21.90mg/L、13.79mg/L和4.95mg/L，满足排放标准一级A标准。（4）对A2/O工艺进行参数调控后，考查A2/O-BAF组合系统的脱氮除磷特性。最终，系统对COD、氨氮、总氮和总磷的去除效率高。其去除率依次为92.67%、94.62%、83.12%、92.55%，出水浓度达到一级A排放标准。这项研究将同时去除有机物、氮以及磷，对该厂的升级改造具有一定的指导意义。

关键词：生活污水 A2/O工艺参数调控曝气生物滤池脱氮除磷