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限域条件下氮分子的高温高压诱导聚合

物理学报 2024年第8期73卷 237-243页

作者：郭琳琳赵梓彤隋明宏王鹏刘冰冰吉林大学超硬材料国家重点实验室长春130012

聚合氮被认为是一种极具潜力的新型高能量密度材料,但是高温高压条件下合成的聚合氮结构往往具有较低热力学稳定性.限域策略有助于聚合氮高压结构的稳定,为氮聚合提供了新的调控途径.本文在氮化硼纳米管中限域分子氮,利用高压原位拉曼... 详细信息

聚合氮被认为是一种极具潜力的新型高能量密度材料,但是高温高压条件下合成的聚合氮结构往往具有较低热力学稳定性.限域策略有助于聚合氮高压结构的稳定,为氮聚合提供了新的调控途径.本文在氮化硼纳米管中限域分子氮,利用高压原位拉曼散射光谱表征技术研究不同含氮量限域体系的高压诱导氮聚合及聚合氮结构的卸压稳定性.研究表明,在高含氮量的体系中,限域到氮化硼纳米管内的N_(2)与非限域的N_(2)的拉曼特征振动峰表现出不同的拉曼光谱压力响应行为.在123 GPa压力下,利用激光加热诱导氮分子间聚合,生成cg-N聚合氮结构.卸压过程中,未被限域的cg-N在40 GPa左右发生爆炸性分解,分解产生的能量影响了限域cg-N的稳定性,使其同样发生分解.环境压力下限域N_(2)可能以液态形式稳定存在.在低含氮量限域体系中,高温高压下限域N2结晶生成了含有N=N双键的晶体结构,其中的N=N双键有两种长度,分别接近N_(3)阴离子及N_(4)^(+)团簇中N=N双键的键长.在卸压过程中这种结构可以稳定至25 GPa.

关键词：限域聚合氮高温高压

Beta@ZIF-67复合材料的制备及对聚乳酸塑料的催化降解性能

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高等学校化学学报 2024年第9期45卷 16-24页

作者：王晨竹高明坤高艳静齐思贤于吉红吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室长春130012 吉林大学未来科学国际合作联合实验室长春130012

以聚乳酸(PLA)为代表的可降解塑料被认为是传统石油基塑料的合适替代品.然而,PLA自然降解的时间较长,同时伴随着CO_(2)的排放.因此,升级回收PLA更有利于实现可持续发展.本文通过将沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)生长在Beta沸石表面,制备了一种B... 详细信息

以聚乳酸(PLA)为代表的可降解塑料被认为是传统石油基塑料的合适替代品.然而,PLA自然降解的时间较长,同时伴随着CO_(2)的排放.因此,升级回收PLA更有利于实现可持续发展.本文通过将沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)生长在Beta沸石表面,制备了一种Beta@ZIF-67复合材料.该材料可以实现废弃PLA塑料的高效催化降解,在180℃下反应4 h即可将日常生活中所用PLA塑料完全转化为乳酸甲酯(产率高达76.4%).这种高催化效率得益于复合材料开放的孔道结构和较大的比表面积,以及ZIF-67(Lewis酸/碱)与Beta分子筛(Brønsted酸)所提供活性位点的协同作用.本研究为沸石分子筛复合催化剂的设计合成及用于聚乳酸塑料催化降解提供了新的途径.

关键词： Beta沸石沸石咪唑酯骨架聚乳酸催化降解

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赝电容的起源和本体相赝电容的实现

硅酸盐学报 2024年第2期52卷 442-453页

作者：董韬文张伟郑伟涛吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130012 吉林大学材料科学与工程学院长春130012 吉林大学汽车材料教育部重点实验室长春130012 吉林省高效清洁能源材料国际科技合作重点实验室长春130012 吉林大学未来科学国际合作联合实验室长春130012 吉林大学电子显微镜中心长春130012

因兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命,赝电容材料引领了近年来超级电容器的发展。然而,赝电容材料仍面临着储能机制认知不足、未来发展方向模糊等挑战。本文基于国家自然科学基金重点项目“高能量/高功率电池型超级电容器-离子插... 详细信息

因兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命,赝电容材料引领了近年来超级电容器的发展。然而,赝电容材料仍面临着储能机制认知不足、未来发展方向模糊等挑战。本文基于国家自然科学基金重点项目“高能量/高功率电池型超级电容器-离子插层储能的电极材料构筑”的部分研究成果以及最新的文献报道,以典型赝电容材料为纲,简要回顾赝电容材料发展历史、重点讨论赝电容材料的储能机制、指出其储能机制中亟待厘清的问题。并在此基础上,提出赝电容材料未来发展的新思路-本体相赝电容,讨论了实现本体相赝电容的关键着力点和初步策略。

关键词：超级电容器电极材料储能机制本体相赝电容

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共享汽车驾驶员适宜H点和座椅参数实验研究

汽车工程 2024年第1期46卷 39-49页

作者：王军年程川泰高菲付铁军任金东吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

共享汽车具有车型统一、用户多变且使用频率高的特点,为提升共享汽车使用效率和驾乘体验,研发一种能根据驾驶员特征自动调节舒适坐姿的智能座椅意义重大。本文针对用户座椅调节存在的主观任意性导致的座椅舒适性问题,结合共享汽车智能... 详细信息

共享汽车具有车型统一、用户多变且使用频率高的特点,为提升共享汽车使用效率和驾乘体验,研发一种能根据驾驶员特征自动调节舒适坐姿的智能座椅意义重大。本文针对用户座椅调节存在的主观任意性导致的座椅舒适性问题,结合共享汽车智能座椅项目,以座椅H点前后位置、H点高低位置、坐垫角和靠背角4个变量为研究因子进行台架实验,分别研究5th、50th和95th百分位驾驶员的座椅舒适性受座椅参数的影响规律。首先,每个研究因子在参考车型范围内均匀选取3个实验水平,采用正交实验表对实验次数进行简化,确定正交实验须进行的组数并进行正交台架实验。实验人员对每组的座椅舒适性进行主观评价,同时通过压力测量仪和数显角度尺测量实验人员的体压分布信息和关节角度信息;其次,通过聚类分析确定了本文采用的以关节角度为客观参数的主客观舒适性评价体系,通过正交实验分析,得出了不同座椅参数对座椅舒适性的影响存在差异的结论,且随着驾驶员百分位的变化,对座椅舒适性造成影响的参数也在发生变化;最后,对正交实验所得数据进行修正拟合,构建了座椅适宜H点位置预测模型和靠背角度预测模型。

关键词：共享汽车座椅舒适性正交实验舒适性评价预测模型

面向车载相机采集图像的智能汽车测试场景关键性量化模型

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汽车工程 2024年第4期46卷 557-563,576页

作者：朱冰黄殷梓赵健张培兴薛经纬吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

车载相机图像是构建智能汽车测试场景库的主要数据来源,但其中关键测试场景发生概率低,大部分场景的测试价值小,若将其直接应用于智能汽车测试会浪费大量测试资源。本文提出一种面向车载相机采集图像的智能汽车测试场景关键性量化模型... 详细信息

车载相机图像是构建智能汽车测试场景库的主要数据来源,但其中关键测试场景发生概率低,大部分场景的测试价值小,若将其直接应用于智能汽车测试会浪费大量测试资源。本文提出一种面向车载相机采集图像的智能汽车测试场景关键性量化模型。首先,基于实车相机参数对实车采集的图像进行处理,输出对行车安全具有影响的参数;其次,基于风险场理论将参数整合,输出测试场景关键性量化结果;最后,对实车采集的图像进行测试场景关键性量化验证,结果表明本文模型可以精确输出测试场景关键性的具体数值,进而对比不同场景的测试价值,证明本文提出的模型可以有效筛选智能汽车关键测试场景。

关键词：智能汽车测试场景关键性量化模型车载相机图像风险场理论

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冗余转向系统电流传感器故障诊断及容错策略

机械工程学报 2024年第10期60卷 413-424页

作者：朱冰吕恬赵健陈志成吴坚吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

对装配有双绕组电机的冗余转向系统,提出一种基于数据和机理混合驱动的电流传感器故障诊断及容错策略。进行冗余转向系统架构分析,分别建立电流传感器故障模型和双绕组永磁同步电机(Dual-winding permanent magnet synchronous motor,DW... 详细信息

对装配有双绕组电机的冗余转向系统,提出一种基于数据和机理混合驱动的电流传感器故障诊断及容错策略。进行冗余转向系统架构分析,分别建立电流传感器故障模型和双绕组永磁同步电机(Dual-winding permanent magnet synchronous motor,DW-PMSM)模型。在此基础上,设计电流传感器故障诊断及容错策略。采用坐标变换估计电机相电流,并以此作为非线性自回归(Nonlinear autoregressive with exogenous inputs,NARX)神经网络的外部输入,改变NARX网络结构实现DW-PMSM相电流的单步和多步预测,由此设计电流传感器的故障检测、定位和分类策略,提取传感器故障严重程度,通过电流传感器补偿或切换手段实现故障容错控制。基于Matlab/Simulink和d SPACE分别搭建了转向系统仿真平台和硬件在环平台,进行算法测试验证。结果表明,提出的算法能够在多种工况下迅速检测电流传感器故障并完成容错控制,提高冗余转向系统工作的可靠性和安全性。

关键词：车辆工程冗余转向系统电流传感器故障诊断及容错数据与机理混合驱动硬件在环

基于多尺度骨架图和局部视觉上下文融合的驾驶员行为识别方法

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汽车工程 2024年第1期46卷 1-8,28页

作者：胡宏宇黎烨宸张争光曲优何磊高镇海吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022

识别非驾驶行为是提高驾驶安全性的重要手段之一。目前基于骨架序列和图像的融合识别方法具有计算量大和特征融合困难的问题。针对上述问题,本文提出一种基于多尺度骨架图和局部视觉上下文融合的驾驶员行为识别模型(skeleton-image base... 详细信息

识别非驾驶行为是提高驾驶安全性的重要手段之一。目前基于骨架序列和图像的融合识别方法具有计算量大和特征融合困难的问题。针对上述问题,本文提出一种基于多尺度骨架图和局部视觉上下文融合的驾驶员行为识别模型(skeleton-image based behavior recognition network,SIBBR-Net)。SIBBR-Net通过基于多尺度图的图卷积网络和基于局部视觉及注意力机制的卷积神经网络,充分提取运动和外观特征,较好地平衡了模型表征能力和计算量间的关系。基于手部运动的特征双向引导学习策略、自适应特征融合模块和静态特征空间上的辅助损失,使运动和外观特征间互相引导更新并实现自适应融合。最终在Drive&Act数据集进行算法测试,SIBBR-Net在动态标签和静态标签条件下的平均正确率分别为61.78%和80.42%,每秒浮点运算次数为25.92G,较最优方法降低了76.96%。

关键词：驾驶员行为识别多尺度骨架图局部视觉上下文多模态数据自适应融合

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自动驾驶车辆决策与规划研究综述

中国公路学报 2024年第1期37卷 215-240页

作者：朱冰贾士政赵健韩嘉懿张培兴宋东鉴吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130025

决策与规划是自动驾驶系统的中枢,是提高自动驾驶车辆行驶安全、驾乘体验、出行效率的关键。其面临的主要挑战在于如何满足自动驾驶所需的极高可靠性和安全性,以及如何有效应对场景复杂性、环境多变性、交通动态性、博弈交互性及信息完... 详细信息

决策与规划是自动驾驶系统的中枢,是提高自动驾驶车辆行驶安全、驾乘体验、出行效率的关键。其面临的主要挑战在于如何满足自动驾驶所需的极高可靠性和安全性,以及如何有效应对场景复杂性、环境多变性、交通动态性、博弈交互性及信息完备性并产生类人化的驾驶行为,使车辆自然地融入交通生态。为全面了解决策与规划的前沿问题与研究进展,对其技术要点进行系统梳理与总体概述。首先,从数据驱动的驾驶行为预测、概率模型的驾驶行为预测、个性化驾驶行为预测三方面综述了面向态势认知的行为预测的研究进展;其次,将行为决策总结归纳为反应式决策、学习式决策、交互式决策并逐一进行了分析;再次,从方法论的角度对运动规划及其应用进行对比分析,具体包括图搜索方法、采样方法、数值方法、拟合插值曲线方法等;然后,针对端到端的决策规划的关键科学问题和主要研究进展进行了归纳分析;最后,总结了决策规划对提升自动驾驶车辆智能化水平的重要影响,并展望了其未来的发展趋势与面临的技术挑战。

关键词：汽车工程自动驾驶技术综述行为预测行为决策运动规划端到端的决策规划

基于代理遗传优化的智能驾驶系统加速测试方法

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 501-511页

作者：朱冰汤瑞赵健张培兴李文旭吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室吉林长春130022

提出了一种基于代理遗传优化的智能驾驶系统加速测试方法。首先,通过场景要素层次分析权值与优解区域特征改进参数采样模块中的拉丁超立方采样区间,实现了采样效率与优化效果的协同提升;其次,利用参数采样结果和重复度筛选机制增加遗传... 详细信息

提出了一种基于代理遗传优化的智能驾驶系统加速测试方法。首先,通过场景要素层次分析权值与优解区域特征改进参数采样模块中的拉丁超立方采样区间,实现了采样效率与优化效果的协同提升;其次,利用参数采样结果和重复度筛选机制增加遗传寻优模块的种群多样性,克服了传统遗传算法的局部收敛难题;然后,利用基于循环更新机制的代理筛选模块对场景测试结果进行预测,平衡了加速算法与代理模型应用之间的效率与精度矛盾;最后,搭建仿真平台在高维时序分解的前车变速场景下对待测智能驾驶系统进行加速测试与验证。结果表明,本文提出的方法可有效搜寻大量关键场景并提升测试效率。

关键词：汽车工程智能驾驶系统加速测试代理模型遗传算法拉丁超立方采样