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熔模铸件尺寸控制的数字孪生建模关键技术与应用

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金属学报 2024年第4期60卷 548-558页

作者：官邦汪东红马洪波疏达丁正一崔加裕孙宝德上海交通大学材料科学与工程学院上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海200240 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240 西安电子科技大学机电工程学院西安710126

熔模铸造工艺流程长、工序多,铸件成型过程孤岛控制,存在尺寸超差问题。本工作基于节点法向量和最近邻点,提出熔模铸造工艺全节点位移传递的计算方法,解决熔模铸件成型多流程的数据孤岛问题。研究蜡模注射成型和铸件凝固过程工艺参数-... 详细信息

熔模铸造工艺流程长、工序多,铸件成型过程孤岛控制,存在尺寸超差问题。本工作基于节点法向量和最近邻点,提出熔模铸造工艺全节点位移传递的计算方法,解决熔模铸件成型多流程的数据孤岛问题。研究蜡模注射成型和铸件凝固过程工艺参数-尺寸偏差的关系,为数字孪生建模提供数据模型。对环套环特征件建立铸件模具反变形设计和铸件多流程下工艺优化的数字孪生应用。该数字孪生模型应用于设计阶段,反变形设计出模具内腔的三维几何模型。模拟结果表明,铸件所有节点位移偏差在0.04 mm以下。应用于流程之间的工艺控制,根据前一工序下尺寸偏差,进行后续工艺优化调控。

关键词：熔模铸造尺寸传递反变形设计数字孪生智能铸造

金属纳米晶体电催化剂的电化学合成:原理、应用与挑战

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物理化学学报 2024年第7期40卷 1-6页

作者：赵路甜郭杨格罗柳轩闫晓晖沈水云章俊良上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240 上海交通大学能源与机械工程教育部重点实验室上海200240

金属纳米晶体催化剂由于其独特的电子性质,在电化学能源转化反应中表现出优异的催化性能。为了提升催化剂的活性和耐久性,需要精确调控其晶体结构和形貌。然而,传统的制备方法往往需要严苛的条件,如高温、高压和特定的有机物,以控制晶... 详细信息

金属纳米晶体催化剂由于其独特的电子性质,在电化学能源转化反应中表现出优异的催化性能。为了提升催化剂的活性和耐久性,需要精确调控其晶体结构和形貌。然而,传统的制备方法往往需要严苛的条件,如高温、高压和特定的有机物,以控制晶体的生成和生长过程。这限制了能够合成的金属基催化剂的种类,并导致清洗复杂和有机物残留的问题。电化学方法通过电化学响应获取体系过程信息,并可以通过调控参数来调节晶体的生长。特别是非水体系的电化学方法为活泼的过渡金属催化剂提供了可行的途径。然而,电化学方法自身对体系变化的敏感性使得从小面积电极制备催化剂扩展到电极级别的催化层制备面临挑战。这涉及许多机理和方法上的变化,对相关研究提出了较大的挑战。本文基于晶体生长机理,探讨了电化学制备金属晶体的可行性,并综述了电化学沉积制备纳米级金属电催化剂的研究。最后,对电化学制备纳米级金属晶体催化剂面临的挑战进行了分析,并提出了实现更广泛应用的建议。通过电化学方法制备金属纳米晶体催化剂在提高制备的可控性、减少有机物残留等方面具有潜在的优势,但也需要克服相关技术和方法上的难题,以实现其在能源转化等领域的应用。

关键词：电化学能量转化反应纳米金属电催化剂高催化性能电化学合成晶体生长机理

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适用于无人水下潜航器电池管理系统的SOC-SOH联合估计

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浙江大学学报（工学版） 2024年第5期58卷 1080-1090页

作者：卢地华周胜增陈自强上海船舶电子设备研究所上海201108 水声对抗技术重点实验室上海201108 上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

为了提高无人水下潜航器(UUV)电池管理系统状态的估计精度,提出荷电状态-健康状态(SOC-SOH)联合估计方法.搭建测试台架,采用4组锂离子电池进行全寿命周期下的充放电测试,获取不同老化程度下的特性数据.经理论推导和实验分析设计四维表... 详细信息

为了提高无人水下潜航器(UUV)电池管理系统状态的估计精度,提出荷电状态-健康状态(SOC-SOH)联合估计方法.搭建测试台架,采用4组锂离子电池进行全寿命周期下的充放电测试,获取不同老化程度下的特性数据.经理论推导和实验分析设计四维表征因子,建立基于改进支持向量回归(SVR)的SOH估计模型.探究电池状态的耦合关系,建立基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的SOC估计模型,采用遗忘因子递推最小二乘算法(RLS)更新模型参数,利用SOH对SOC估计结果进行修正.通过不同工况的实验进行验证,结果表明:四维表征因子和电池容量相关性好,SOH估计模型精度高,SOC估计模型精度在联合修正后得到提升.所提的联合估计方法具有较高的通用性和可靠性,可以作为有效的嵌入式电池管理系统状态估计算法.

关键词：无人潜航器(UUV) 锂离子电池 SOC-SOH联合估计扩展卡尔曼滤波(EKF) 支持向量回归(SVR)

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用于特殊环境的薄膜应变计的制备与表征

传感技术学报 2024年第4期37卷 589-596页

作者：张丛春康志鹏雷鹏闫博上海交通大学微米/纳米加工技术国家重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

使用磁控溅射制备了卡玛合金薄膜应变计,研究了退火温度对薄膜微观结构的影响,测试了薄膜的电学性能以及压阻响应特性,并进行了环境实验。结果表明,随着退火温度升高,薄膜的电阻率逐渐下降,电阻温度系数则逐渐升高,在室温下有最小的电... 详细信息

使用磁控溅射制备了卡玛合金薄膜应变计,研究了退火温度对薄膜微观结构的影响,测试了薄膜的电学性能以及压阻响应特性,并进行了环境实验。结果表明,随着退火温度升高,薄膜的电阻率逐渐下降,电阻温度系数则逐渐升高,在室温下有最小的电阻温度系数(TCR),约为59.9×10^(-6)/℃,经过200℃退火处理的薄膜应变计的应变灵敏度系数(GF)为2.2,TCR为64.4×10^(-6)/℃。经历温湿循环、盐雾、霉菌试验后,薄膜的压阻特性变化不大,能耐受海洋特殊环境。

关键词：磁控溅射薄膜应变计电阻温度系数应变因子环境实验

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柔性电控微纳执行器研究进展

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第6期54卷 43-58页

作者：王宁姚晔刘景全刘清坤上海交通大学微米纳米加工技术全国重点实验室上海200240 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 上海交通大学生物医学工程学院上海200240

近年来,随着微纳米薄膜制造技术的飞速发展,新型电控微纳米执行器不断涌现.因其具有尺寸小、能直接被集成电路控制、可大批量生产等诸多优点,电控微纳薄膜执行器在微纳机器人、生物医学器件以及智能超材料领域具有广泛的应用.本文综述... 详细信息

近年来,随着微纳米薄膜制造技术的飞速发展,新型电控微纳米执行器不断涌现.因其具有尺寸小、能直接被集成电路控制、可大批量生产等诸多优点,电控微纳薄膜执行器在微纳机器人、生物医学器件以及智能超材料领域具有广泛的应用.本文综述了近年来电控微纳薄膜执行器的重要突破.首先,阐述了基于化学和物理效应的电致动机制.其次,系统总结了多种类型的电致动薄膜材料,并着重介绍了新兴的纳米薄膜材料.接着,详细介绍了电控微纳薄膜执行器在微纳机器人等领域的重要应用.最后,本文讨论了当前电控微纳薄膜执行器研究中的关键问题和未来发展前景.

关键词：纳米薄膜执行器电响应微纳机器人

阵元位置互质的线性阵列:阵列校正和波束形成

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 240-248页

作者：梁梦薇何劲舒汀郁文贤上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

该文研究了阵元位置互质的线性阵列(CLA)的阵列校正和波束形成问题。在假设CLA天线单元部分校准的条件下,基于同时干扰定位与阵列校正(SILAC)技术,设计了一种适用于CLA的阵列校正和波束形成方法:CLA-SILAC-INCM算法。从理论上分析证明了... 详细信息

该文研究了阵元位置互质的线性阵列(CLA)的阵列校正和波束形成问题。在假设CLA天线单元部分校准的条件下,基于同时干扰定位与阵列校正(SILAC)技术,设计了一种适用于CLA的阵列校正和波束形成方法:CLA-SILAC-INCM算法。从理论上分析证明了,当CLA中包含有L_c≥3个完全校准的天线单元,使用SILAC技术可以高精度无模糊地实现干扰源角度和阵列天线幅相误差估计,并在此基础上完成干扰噪声协方差矩阵(INCM)重建和波束形成最优权向量构造。通过仿真实验验证了,提出的CLA-SILAC-INCM算法具有比其他常用算法更好的性能,尤其是信噪比接近干噪比时,CLA-SILAC-INCM算法的优势更为明显。

关键词：稀疏阵列自适应波束形成阵列校正

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基于时间调制技术的可重构后向散射通信系统

电子与信息学报 2024年第6期46卷 2443-2451页

作者：倪刚陈瑞华贺冲金荣洪上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

近年来,时间调制阵列因其优越的矢量调控性能受到广泛关注。基于时间调制方法,该文提出一种可重构后向散射通信系统。该系统中后向散射节点将多类数字调制符号映射至控制信号波形的谐波分量中,以该波形控制后向散射节点对基站端来波的... 详细信息

近年来,时间调制阵列因其优越的矢量调控性能受到广泛关注。基于时间调制方法,该文提出一种可重构后向散射通信系统。该系统中后向散射节点将多类数字调制符号映射至控制信号波形的谐波分量中,以该波形控制后向散射节点对基站端来波的散射与吸收态;接收机采样后向散射信号并提取控制信号波形后,通过傅里叶变换计算谐波分量并恢复后向散射节点发射的数字调制符号。仿真结果验证了几种谐波解调方法的性能及与理论值的一致性。基于幅度、相位键控及正交振幅调制的可重构后向散射传输实验验证了所提系统和方法的可行性。相比较而言,该后向散射通信系统具有功耗低、结构简单、多类数字调制方式可重构的特点。

关键词：时间调制后向散射可重构数字调制谐波分量傅里叶变换

分布式光伏集群功率短期预测的空间互补特性初探

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电力系统自动化 2024年第3期48卷 42-50页

作者：阮呈隆李康平李正辉黄淳驿上海交通大学智慧能源创新学院上海市200240 上海非碳基能源转换与利用研究院上海市200240 清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市200240

随着分布式光伏装机容量的快速增长,分布式光伏集群功率预测对电网调度的影响日益增强。分布式光伏集群功率预测存在“先累加后预测”“先预测后累加”以及“先聚类再预测”3种技术路线。通过在含600多个分布式光伏站点实测功率数据集... 详细信息

随着分布式光伏装机容量的快速增长,分布式光伏集群功率预测对电网调度的影响日益增强。分布式光伏集群功率预测存在“先累加后预测”“先预测后累加”以及“先聚类再预测”3种技术路线。通过在含600多个分布式光伏站点实测功率数据集上的实验发现,分布式光伏集群功率预测存在“空间互补”现象,即3类集群预测路线得到的预测误差相比于单个场站的平均预测误差都有所降低。为了探究空间互补现象的产生机理及影响因素,首先从机理分析的角度将其归纳为“出力曲线互补”和“预测误差互补”两类空间互补特性。然后,提出了“空间互补系数”这一概念,对互补效果进行量化评估。最后,探究了集群规模、分布范围、天气类型和聚类簇数4种因素对空间互补特性的影响。结果表明,两类空间互补特性对分布式光伏集群短期功率预测精度提升效果显著,且预测误差互补在精度上优于出力曲线互补。研究结果可为分布式光伏集群划分提供依据,有助于实现更加高效且准确的功率预测。

关键词：分布式光伏功率预测集群空间互补误差

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氯化铬隧穿磁阻的界面效应与多场效应调控

物理学报 2024年

作者：樊译颉张阮陈宇蔡星汉微米纳米加工技术全国重点实验室上海交通大学微纳电子学系电子信息与电气工程学院上海交通大学

磁隧道结是研究磁性材料自旋结构、输运特性、磁相变和磁各向异性的重要实验平台。本研究基于干法转移技术制备了以机械剥离的少层范德华反铁磁绝缘体三氯化铬(CrCl3)为势垒层、少层石墨烯为电极的磁隧道结原型器件结构，并进行了低温... 详细信息

磁隧道结是研究磁性材料自旋结构、输运特性、磁相变和磁各向异性的重要实验平台。本研究基于干法转移技术制备了以机械剥离的少层范德华反铁磁绝缘体三氯化铬(CrCl3)为势垒层、少层石墨烯为电极的磁隧道结原型器件结构，并进行了低温电磁输运测量，除观测到自旋过滤效应引起的隧穿磁阻外，还发现多种由非传统效应引起的磁阻变化。基于对隧道结自旋结构和能带结构的分析，本文将之归因于由磁近邻效应引起的隧穿机制改变，以及石墨烯电极态密度在高磁场下出现的量子振荡行为。本研究报道了在二维磁隧道结中与隧穿磁阻相关且此前未被广泛关注的物理现象，加深了对此类二维异质结构中载流子输运特性的理解，为二维磁性材料的物理性质研究及其自旋电子学应用拓展了新的途径。

关键词：磁隧道结三氯化铬负隧穿磁阻栅极可调性