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激光角反射器:从月球激光测距到天体探测基础设施

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宇航学报 2024年第5期45卷 661-679页

作者：严一粟郭继峰哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

激光测距已成为太阳系内检验等效原理与洛仑兹破缺、测定后牛顿参数与引力常数时变等引力与相对论物理学研究的强大工具。为此,对激光角反射器在自然天体探测中的应用与发展进行了概述与分析。简单陈述激光角反射器的历史沿革后,首先介... 详细信息

激光测距已成为太阳系内检验等效原理与洛仑兹破缺、测定后牛顿参数与引力常数时变等引力与相对论物理学研究的强大工具。为此,对激光角反射器在自然天体探测中的应用与发展进行了概述与分析。简单陈述激光角反射器的历史沿革后,首先介绍了数个有待或正在实施的包含激光角反射器部署的天体探测计划。其次,基于激光角反射器与激光测距资料的已有工程经验,描述了激光角反射器在天体探测中承担的科学任务与关键技术问题。最后,以本世纪新一代激光角反射器与收发光源革新为背景,预测了激光角反射器及其激光测距的发展趋势,并针对无人与载人月球探测,对激光角反射器在新阶段天体探测中的使用提出建议。

关键词：激光角反射器月球激光测距引力与相对论物理学天体物理学天体探测

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寒区电动公交充电站选址及定容规划研究

交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 281-292页

作者：胡晓伟宋帅邱振洋王健哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学黑龙江省智能交通管理与技术重点实验室哈尔滨150090

寒区低温环境导致电动公交动力电池容量衰减,充电设施服务范围及规划数量受到影响,给电动公交充电站选址及定容规划带来挑战。为提高电动公交充电站的低温适应性,提出针对寒区电动公交充电站的选址算法及定容模型。首先,在选址规划中,... 详细信息

寒区低温环境导致电动公交动力电池容量衰减,充电设施服务范围及规划数量受到影响,给电动公交充电站选址及定容规划带来挑战。为提高电动公交充电站的低温适应性,提出针对寒区电动公交充电站的选址算法及定容模型。首先,在选址规划中,构建充电站渐进覆盖服务半径,利用改进近邻传播聚类算法确定充电站选址点,基于算法聚类中心构建充电站Voronoi图划分充电集群。其次,在定容规划中,构建动力电池低温容量衰减模型,确定寒区电动公交的充电需求;基于容量有限的截尾排队论模型建立充电站有效服务强度、拒绝服务率及充电满意度等约束;引入成本权衡系数,以规划年限内全社会成本最小为优化目标,建立寒区充电站定容规划模型,并设计遗传算法进行求解。最后,以哈尔滨市市区电动公交充电站选址定容规划为例进行分析,算例结果得到9个充电站选址点及其充电集群,以及各充电站的充电机配置数量和各项成本。针对环境温度和成本权衡系数进行灵敏度分析,结果表明:寒区低温环境对充电站的充电机配置数量和各项成本有显著影响,合理权衡充电站和电动公交两者利益有助于提高充电服务满意度,降低全社会成本。

关键词：城市交通选址定容规划近邻传播聚类算法电动公交充电站寒区低温环境电池容量衰减

基于小样本迁移代理模型的高速永磁电机应力优化

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中国电机工程学报 2024年第13期44卷 5362-5374页

作者：谢冰川张岳刘光伟张凤阁李永胜沈阳工业大学电气工程学院山东大学电气工程学院山东天瑞重工有限公司

针对目前电机代理模型样本空间计算效率低的问题，该文提出迁移径向基函数神经网络代理模型。该模型的样本信息源于足量可快速获取或先验积累的低可信度数据和少量高可信度的数据。基于高速永磁电机应力优化问题，研究该模型对小样本的... 详细信息

针对目前电机代理模型样本空间计算效率低的问题，该文提出迁移径向基函数神经网络代理模型。该模型的样本信息源于足量可快速获取或先验积累的低可信度数据和少量高可信度的数据。基于高速永磁电机应力优化问题，研究该模型对小样本的学习能力、对电机相似拓扑结构的学习能力以及基函数对迁移模型精度的影响，证明该模型在工程优化中的效率优势。最后展望迁移学习技术在电机优化中的发展趋势。

关键词：迁移学习代理模型径向基函数神经网络高速永磁电机电机优化

考虑暴雨灾害动态影响的城市应急车辆救援路径优化研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 75-82,93页

作者：胡晓伟卢泓博安实哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学黑龙江省智能交通管理与技术重点实验室哈尔滨150090

近年来,极端天气事件发生频次不断增加,强度不断加大,其中,由暴雨引发的城市内涝导致交通应急事件发生概率进一步增大。为提升暴雨灾害下应急救援响应速度,本文开展应急车辆救援路径优化研究。以通行时间最短为目标,考虑路面积水对车辆... 详细信息

近年来,极端天气事件发生频次不断增加,强度不断加大,其中,由暴雨引发的城市内涝导致交通应急事件发生概率进一步增大。为提升暴雨灾害下应急救援响应速度,本文开展应急车辆救援路径优化研究。以通行时间最短为目标,考虑路面积水对车辆通行速度的动态影响,构建应急车辆救援路径优化模型,提出动态最短路径优化算法求解模型。选取上海市长宁区东北部作为研究区域,根据SWMM(Storm Water Management Model)模拟得到的50年一遇暴雨条件下城市道路路面的积水情况,设定应急救援场景,求解应急救援路径。通过本文提出算法求解得到的路径与传统静态最短路径算法求解结果对比可知,通行用时同比减少了25.42%。同时,考虑应急物资储备情况分配应急救援任务,扩展了算法的应用场景,形成可靠和高效的应急响应方案,可为提升暴雨灾害下应急响应效率提供参考。

关键词：城市交通应急救援贪心策略路径优化暴雨灾害

双定子无刷双馈风力发电机无速度传感器反步法直接功率控制

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太阳能学报 2024年第4期45卷 206-213页

作者：朱连成肖阳苏晓英金石陈晓红辽宁工业大学电气工程学院锦州121001 沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 辽宁科技大学电子与信息工程学院鞍山114051

针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)... 详细信息

针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)以固定开关频率驱动控制绕组机侧变流器IGBT,以减小功率绕组功率波动及电流总谐波畸变率。通过12/8极50 kW样机控制系统的特性仿真研究,结果表明:所提控制策略在亚同步~超同步的速度变化范围内,可实现变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率及单位功率因数控制,电流总谐波畸变率约为2%。

关键词：风电机组双定子无刷双馈发电机直接功率控制反步法最大功率跟踪模型参考自适应系统

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基于JADE-斜投影的鲁棒波束形成算法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 401-406页

作者：程永杰李纯刘帅金铭哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院山东威海264209

针对矩阵重构类波束形成算法对阵列幅相误差敏感的问题,提出一种基于盲源信号分离和斜投影的矩阵重构鲁棒波束形成算法。首先,依靠盲源分离技术得到接收信号和混合矩阵,结合期望信号先验信息完成混合矩阵中信号导向矢量的搜索。然后,利... 详细信息

针对矩阵重构类波束形成算法对阵列幅相误差敏感的问题,提出一种基于盲源信号分离和斜投影的矩阵重构鲁棒波束形成算法。首先,依靠盲源分离技术得到接收信号和混合矩阵,结合期望信号先验信息完成混合矩阵中信号导向矢量的搜索。然后,利用盲源分离得到的信号协方差矩阵完成阵列幅相误差估计。最后,基于幅相误差校准的混合矩阵和斜投影思想,构建各干扰的斜投影算子,将接收数据分别向干扰斜投影空间进行投影,得到对应的干扰信号,完成干扰噪声协方差矩阵重构。仿真结果表明,所提方法对阵列幅相误差具有较好的鲁棒性,验证了算法的有效性。

关键词：鲁棒波束形成矩阵重构幅相误差盲源信号分离斜投影

β-Ga_(2)O_(3)的p型掺杂研究进展

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发光学报 2024年第4期45卷 557-567页

作者：何俊洁矫淑杰聂伊尹高世勇王东博王金忠哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

β-Ga_(2)O_(3)具有超宽禁带宽度、高击穿场强、较高的巴利加优值等优点使其成为一种新兴半导体材料,在高功率电子器件、气体传感器、日盲紫外探测器等方面有着极大的应用潜力,但p型掺杂难的问题成为了β-Ga_(2)O_(3)发展的巨大障碍。... 详细信息

β-Ga_(2)O_(3)具有超宽禁带宽度、高击穿场强、较高的巴利加优值等优点使其成为一种新兴半导体材料,在高功率电子器件、气体传感器、日盲紫外探测器等方面有着极大的应用潜力,但p型掺杂难的问题成为了β-Ga_(2)O_(3)发展的巨大障碍。本文首先简要概述了β-Ga_(2)O_(3)的优点,并介绍了其晶体结构和基本性质。其次,说明了β-Ga_(2)O_(3)的本征缺陷,尤其是氧空位对导电性能的影响。然后,详细讨论了β-Ga_(2)O_(3) p型掺杂的研究现状,包括p型掺杂困难的原因和N掺杂、Mg掺杂、Zn掺杂、其他受主元素掺杂、两种元素共掺杂以及其他方法。最后,总结并对β-Ga_(2)O_(3)未来的发展进行了展望。

关键词： β-Ga_(2)O_(3) 本征缺陷 p型掺杂宽禁带半导体半导体

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高超声速滑翔飞行器多模型鲁棒跟踪方法

宇航学报 2024年第2期45卷 155-166页

作者：王瑞鹏王小刚张豪杰哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京电子工程总体研究所北京100854

针对高超声速滑翔飞行器(HGV)具有机动能力强、机动样式多变、机动时机不确定等特点,提出了一种基于有向图变结构多模型的鲁棒跟踪(CHF-DSVSMM)方法。考虑到高超声速滑翔飞行器的跳跃滑翔运动特性,建立了包括自适应非零均值衰减震荡(ANM... 详细信息

针对高超声速滑翔飞行器(HGV)具有机动能力强、机动样式多变、机动时机不确定等特点,提出了一种基于有向图变结构多模型的鲁棒跟踪(CHF-DSVSMM)方法。考虑到高超声速滑翔飞行器的跳跃滑翔运动特性,建立了包括自适应非零均值衰减震荡(ANMDO)模型、“当前”统计模型(CSM)等机动模型的模型集。针对固定结构多模型算法存在模型相互竞争、运算时间长的缺点,设计了基于有向图结构的切换准则自适应地改变模型集构成,提高模型匹配性。对于地基雷达探测中存在闪烁噪声的问题,采用容积Huber-based滤波方法进行状态估计。仿真结果表明,所提算法与现有方法相比具有更高的跟踪精度,并对闪烁噪声具有良好的鲁棒性。

关键词：高超声速目标变结构多模型有向图切换 Huber滤波

面向航空风洞地面效应模拟的高速移动带地板系统设计

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工程设计学报 2024年

作者：李朋春刘军民周德开李隆球哈尔滨工业大学

地面效应是指运动物体贴近地面运行时地面对物体产生的空气动力干扰，研究飞行器在运行过程中的地面效应对其型号研制具有重要意义。然而，目前国内广泛应用的固定地板模拟技术，由于粘性附面层的存在导致风洞模拟试验与真实情况严重不... 详细信息

地面效应是指运动物体贴近地面运行时地面对物体产生的空气动力干扰，研究飞行器在运行过程中的地面效应对其型号研制具有重要意义。然而，目前国内广泛应用的固定地板模拟技术，由于粘性附面层的存在导致风洞模拟试验与真实情况严重不符。本文研制了一种4.0 m*3.4 m大幅面高速移动带地板模拟系统，采用单电机驱动的主从双辊带动移动带使其上表面线速度与风洞来流速度一致，从而消除附面层以准确模拟地面效应。提出大长径比驱动辊分段加工方法，并采用过盈装配连接方式实现芯轴与外筒的连接，避免了常规焊接手段引起的热变形，显著减小了高速运行下的不平衡量；并研究了快速伺服纠偏系统，使移动带偏移量保持在5 mm以内，结合分布式控制系统，实现移动带地板各系统的稳定运行。在地面试测试中，移动带线速度可稳定运行在54 m/s，速度误差为0.25%，且移动带系统整体振动量抑制在0.1 mm左右，成为国内最大的地面效应模拟装备之一，在风洞地面效应模拟测试中有广阔的应用前景。

关键词：航空飞行器风洞地面效应移动带地板系统