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基于多目标优化的高频DAB变换器混合多重移相控制策略

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1517-1533,I0022页

作者：龚邻骁李文辉徐军忠李厚基王勇上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240

随着双有源全桥(dual active bridge,DAB)变换器开关频率的提升,半导体器件的开关损耗占比越来越大,基于回流功率、电感电流峰值或有效值的单目标效率优化策略的优势逐渐丧失。为提升DAB变换器的高频工况运行效率,文中对DAB最优模态与... 详细信息

随着双有源全桥(dual active bridge,DAB)变换器开关频率的提升,半导体器件的开关损耗占比越来越大,基于回流功率、电感电流峰值或有效值的单目标效率优化策略的优势逐渐丧失。为提升DAB变换器的高频工况运行效率,文中对DAB最优模态与优化目标进行定量分析与选择,提出一种可同时实现电感电流有效值准最优、宽范围软开通的移相策略,在该策略下轻重载工况所有开关管均可实现软开通,中载仅有两个开关管丢失软开通。为保证软开通的有效实现,根据电荷交换和死区时长两个条件推导实现软开通所需电流的统一表达式。再者,将软开通谐振过程线性化处理,所得简化表达式可与本文移相模态相结合,可实现任意开关管在任意模态下的软开通。最后,搭建6.6 k W/150 k Hz的碳化硅实验平台进行验证。实验结果表明,所研究的多目标优化策略可同时减小开通损耗与导通损耗,有效提升DAB变换器在高频工况下的运行效率。

关键词：高频双有源全桥变换器电感电流有效值准最优宽软开通范围软开通电流

面向高变倍场景的变电站巡检机器人云台相机对准方法

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3337-3346,I0034页

作者：姜骞刘亚东严英杰刘庆臻陈思江秀臣上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240

受导航误差和机械磨损等因素影响,变电站巡检机器人在自主巡检时的停靠位姿偏离预置位姿,导致其云台相机在高倍变焦抓图时出现目标设备不在图像内以及聚焦失败等问题。因此,提出一种面向高变倍场景的变电站巡检机器人云台相机对准方法,... 详细信息

受导航误差和机械磨损等因素影响,变电站巡检机器人在自主巡检时的停靠位姿偏离预置位姿,导致其云台相机在高倍变焦抓图时出现目标设备不在图像内以及聚焦失败等问题。因此,提出一种面向高变倍场景的变电站巡检机器人云台相机对准方法,使巡检机器人相机能够精确对准到预置位姿,以拍摄与模板图像一致的高质量巡检图像。首先,建立巡检机器人位姿与像素误差之间的关系模型;然后,基于构造的变电站空间布局假设条件,提出机器人相机位姿误差的近似解法;最后,对相机位姿误差进行正交解耦,使用提出的折半对准控制方法校正相机位姿误差。在巡检机器人真型平台上开展相机对准试验,结果表明,相较于仅调整云台姿态的传统相机对准方法,该方法在高变倍巡检场景中表现出更高的巡检覆盖率、准确率以及更低的巡检图像像素误差。

关键词：巡检机器人自主巡检相机对准位姿求解折半控制

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基于均匀随机分布偏移相位的轧辊激光毛化技术

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光学学报 2024年第5期44卷 230-236页

作者：马仁豪禹玄毅李健垚沈重阳邓晓旭上海交通大学物理与天文学院上海200240

提出一种基于随机分布偏移相位的轧辊表面峰值密度(PPI)和粗糙度范围可控的无序激光毛化技术。利用多光束干涉原理,分析轧制带钢表面反射光之间形成明暗相间条纹的机制。基于光线追迹方法,研究凸台微结构在等间距分布基础上的偏移产生... 详细信息

提出一种基于随机分布偏移相位的轧辊表面峰值密度(PPI)和粗糙度范围可控的无序激光毛化技术。利用多光束干涉原理,分析轧制带钢表面反射光之间形成明暗相间条纹的机制。基于光线追迹方法,研究凸台微结构在等间距分布基础上的偏移产生的随机分布相位,对轧制带钢表面单一波长反射光形成的干涉条纹的影响,以使带钢表面多种波长反射光干涉条纹叠加形成的莫尔条纹近乎消失。轧辊表面凹坑微结构中心间距随机偏移与衰减性“拷贝”获得的轧制带钢表面凸台相同,采用理论与模拟分析得到的均匀分布中心间距随机偏移,利用激光雕刻方法对轧辊材料样件进行无序激光冲击毛化,毛化样件表面粗糙度为3.79μm,PPI为179。所提出的基于均匀分布偏移相位的无序激光可控轧辊毛化技术,实现了PPI和粗糙度范围可控的轧辊毛化,并且可灵活控制轧制带钢表面质量。

关键词：表面光学多光束干涉激光毛化冷轧轧辊均匀随机分布偏移相位

基于状态平面分析法的LLC谐振变换器四阶段软启动

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中国电机工程学报 2024年第16期44卷 6597-6609,I0026页

作者：李佳昊陈捷侯俊峰江凌峰佘焱王勇上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240

LLC谐振变换器的启动过程是一个复杂的动态过程,现有的启动方案往往很难同时保证谐振电流在电流限值之下且启动过程迅速。为实现快速且稳定的软启动,该文提出基于状态平面分析法的LLC四阶段软启动方案。通过对LLC启动过程中状态轨迹的分... 详细信息

LLC谐振变换器的启动过程是一个复杂的动态过程,现有的启动方案往往很难同时保证谐振电流在电流限值之下且启动过程迅速。为实现快速且稳定的软启动,该文提出基于状态平面分析法的LLC四阶段软启动方案。通过对LLC启动过程中状态轨迹的分析,将LLC的启动过程分为4个阶段,并对各个阶段的谐振电流进行计算,保证谐振电流的最大值不超过电流限值,根据各个阶段设计不同的实现方式,并介绍LLC四阶段软启动方案的数字控制实现方法。搭建仿真模型和实验样机,验证LLC四阶段软启动方案的安全性与快速性以及计算方法的精确性与合理性。

关键词： LLC谐振变换器软启动状态轨迹

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转角双层MoS_(2)莫尔超晶格中接近室温的关联电子态

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科学通报 2024年第14期69卷 1813-1814页

作者：贾童童李听昕上海交通大学物理与天文学院上海200240

通过转角或晶格失配构造二维范德华材料莫尔超晶格为凝聚态物理、材料物理、光学等领域的研究注入了新的活力.过去几年的理论和实验工作表明^([1~5]),二维材料莫尔超晶格系统是研究和调控强关联与拓扑量子物态的理想平台.具体而言,基于... 详细信息

通过转角或晶格失配构造二维范德华材料莫尔超晶格为凝聚态物理、材料物理、光学等领域的研究注入了新的活力.过去几年的理论和实验工作表明^([1~5]),二维材料莫尔超晶格系统是研究和调控强关联与拓扑量子物态的理想平台.具体而言,基于多种二维半导体过渡金属硫族化合物莫尔超晶格,研究者先后实现了包括莫特绝缘体、强关联电子晶体态、近藤晶格、量子自旋霍尔效应、整数与分数量子反常霍尔效应等在内的一系列强关联和拓扑量子物态.

关键词：凝聚态物理过渡金属硫族化合物材料物理超晶格强关联电子态二维半导体二维材料

基于励磁电流补偿与混合移相调制的高频DAB变换器全范围ZVS运行策略

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 4050-4061,I0025页

作者：李文辉杨世华龚邻骁王简王勇上海交通大学电气工程系上海市闵行区200240 上海航天智能装备有限公司上海市闵行区200240

随着宽禁带功率半导体器件的广泛使用,更高开关频率的双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器带来了更大的开关损耗,对于软开关技术提出更高要求。为了进一步拓展零电压开通(zero-voltage switching,ZVS)范围,文中对ZVS精确模型和传统... 详细信息

随着宽禁带功率半导体器件的广泛使用,更高开关频率的双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器带来了更大的开关损耗,对于软开关技术提出更高要求。为了进一步拓展零电压开通(zero-voltage switching,ZVS)范围,文中对ZVS精确模型和传统电感电流全局最优条件方法进行分析,提出一种结合励磁电流运行的移相调制策略,该策略可实现DAB变换器全功率范围内所有开关管的ZVS运行(8-ZVS运行)。在考虑开关管非线性特性和死区时间限制基础上得到更精确的ZVS模型,并推导引入励磁电流的ZVS模型。此外,所提出的控制方案具有无缝模式转换的特点,电感电流的有效值也可以达到准最佳状态。最后,搭建6kW/150kHz的高频DAB变换器样机以验证模型有效性。实验结果表明,该控制算法可以在任意模式和工况下实现8-ZVS运行,从而提升系统在轻载和中载工况下运行效率。

关键词：高频双有源桥变换器电感电流全局条件准最优励磁电流补偿零电压开关

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In_(0.52)Al_(0.48)As/InP的正向和反向异质结在带隙附近的不同光谱现象

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物理学报 2024年第2期73卷 287-292页

作者：吴洋胡晓刘博文顾溢查访星上海大学物理系上海200444 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

应用光电导谱(PC)和光致发光谱(PL)研究了由分子束外延在InP(100)衬底上生长In_(0.52)Al_(0.48)As获得的两种异质结外延结构,分别是在InP衬底上生长InAlAs形成的正向异质结样品(样品A:In_(0.52)Al_(0.48)As/InP)和InAlAs层继续生长InP... 详细信息

应用光电导谱(PC)和光致发光谱(PL)研究了由分子束外延在InP(100)衬底上生长In_(0.52)Al_(0.48)As获得的两种异质结外延结构,分别是在InP衬底上生长InAlAs形成的正向异质结样品(样品A:In_(0.52)Al_(0.48)As/InP)和InAlAs层继续生长InP形成的上层为反向异质结的双异质结样品(样品B:InP/In_(0.52)Al_(0.48)As/InP).PL和PC实验采用光从表面入射激发的测量构型,样品测量温度为77 K.样品A的PC谱显示,在激发光能量大于表面In_(0.52)Al_(0.48)As层的带隙时出现了电导陡降的反常变化,还在916 nm波长处呈现一小的电导峰结构.PL谱对应此波长位置则出现很强的发光峰.样品B则未观察到上述光谱特征,该差异可从两类异质结不同的界面电子结构获得解释.

关键词：半导体光谱半导体界面光电导光致发光

车路协同环境下数据驱动的混合交通流速度调控方法

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控制与决策 2024年第9期39卷 2950-2958页

作者：张辰徐云雯李德伟上海交通大学自动化系上海200240

针对车联网和自动驾驶背景下的混合车流调控问题,提出通过路侧设备调节车流中受控自动网联车速度以实现宏观交通流速度调控的方法.首先将单个受控自动网联车对车流状态的调节过程描述为马尔可夫决策过程,设计衡量受控车辆对整体车流影... 详细信息

针对车联网和自动驾驶背景下的混合车流调控问题,提出通过路侧设备调节车流中受控自动网联车速度以实现宏观交通流速度调控的方法.首先将单个受控自动网联车对车流状态的调节过程描述为马尔可夫决策过程,设计衡量受控车辆对整体车流影响程度的动态网格,以受控车辆的实时期望速度为动作,并综合考虑受控车对网格车流的影响程度、对期望速度的响应快慢以及车流的安全性构造报酬函数,采用深度确定性策略梯度算法进行策略寻优.考虑到受控自动车周边交通环境的多样性,提出基于关键参数量的控制策略模型簇.其次,面向车流速度的实时调控,根据路段车辆簇的划分,提出多个路侧设备控制同一车辆簇的控制权时序交接策略.路测设备以簇为单位对信号覆盖范围内的车辆进行标记与跟踪,实时计算受控车辆的期望控制信号并下发.最后,将所提出的方法在多种场景下进行训练验证,结果表明所提出的方法在适用场景中能够实现车流的平稳调速.

关键词：车流控制数据驱动车路协同深度强化学习网联自动车混合交通流

等离子电弧双丝增材制造Ti-48Al合金组织特征

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焊接学报 2024年第2期45卷 1-6,I0003页

作者：王林华学明沈忱张跃龙李芳周雯露丁煜瀚上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室上海200240

采用等离子电弧双丝增材制造技术成功制备了Ti-48Al合金(at.%),并对其沉积态和热处理后的组织特征进行了系统地研究.结果表明,沉积态Ti-48Al合金主要由α2相和γ相组成,沿着沉积方向,沉积态组织呈现由树枝晶区和片层晶团区交替分布的不... 详细信息

采用等离子电弧双丝增材制造技术成功制备了Ti-48Al合金(at.%),并对其沉积态和热处理后的组织特征进行了系统地研究.结果表明,沉积态Ti-48Al合金主要由α2相和γ相组成,沿着沉积方向,沉积态组织呈现由树枝晶区和片层晶团区交替分布的不均匀性特征,并且在树枝晶区存在严重的枝晶间Al元素偏析现象.在1 340℃/10 h/炉冷热处理后,不均匀的沉积态组织转变为晶粒尺寸细小的双态组织,Ti-48Al合金的微观组织的不均匀性获得明显改善,并且α2相含量显著增加,组织的择优取向减弱.

关键词：电弧增材制造 TiAl合金微观组织热处理