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双面散热SiC功率模块温度均匀性和开关特性评估

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电源学报 2024年第3期22卷 100-110页

作者：廖淑华周锦源李敏雷光寅复旦大学工程与应用技术研究院超越照明所上海200433 复旦大学宁波研究院宁波315327 中汽创智科技有限公司南京211113

碳化硅MOSFET因其材料特性被广泛应用于新能源汽车的高压、高频和高功率密度场合。在考虑双面水冷散热过程,往往忽略芯片布局间距对于散热以及芯片温度均匀性的影响,未考虑芯片温度均匀性对于多芯片并联电流均匀性的影响。针对上述问题... 详细信息

碳化硅MOSFET因其材料特性被广泛应用于新能源汽车的高压、高频和高功率密度场合。在考虑双面水冷散热过程,往往忽略芯片布局间距对于散热以及芯片温度均匀性的影响,未考虑芯片温度均匀性对于多芯片并联电流均匀性的影响。针对上述问题,设计一种双面水冷的封装结构,分析不同芯片布局间距对芯片温度均匀性的影响,分析不同结温及不同芯片布局对寄生参数及开关特性的影响,并针对不同芯片布局间距和不同液冷工况,采用大量仿真及响应面对比分析,验证了所提方法的有效性,为SiC功率模块封装对芯片温度均匀性及开关特性的影响提供技术方法指导和定量分析。

关键词： SiC双面水冷模块芯片布局温度均匀性开关特性

MZ-Sagnac干涉型分布式光纤振动传感技术研究进展

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激光与光电子学进展 2024年第13期 101-120页

作者：李皓然李楚瑞赵栋吴红艳洪广伟周鹏威彭和阔米秋实徐锲王超肖倩唐璜贾波复旦大学材料科学系东莞先进光纤应用技术研究院

马赫-曾德尔-萨格纳克（MZ-Sagnac）干涉型分布式光纤振动传感技术因具有稳定性高、通用性好、结构简单、部署方便等优点而得到广泛使用。本文总结了近年来MZ-Sagnac干涉型分布式光纤振动传感技术的研究进展，系统地阐述了MZ-Sagnac干... 详细信息

马赫-曾德尔-萨格纳克（MZ-Sagnac）干涉型分布式光纤振动传感技术因具有稳定性高、通用性好、结构简单、部署方便等优点而得到广泛使用。本文总结了近年来MZ-Sagnac干涉型分布式光纤振动传感技术的研究进展，系统地阐述了MZ-Sagnac干涉型分布式光纤振动传感技术的基本原理和实际应用，比较了近年来相关工作的性能指标，并展望了MZ-Sagnac干涉型分布式光纤振动传感技术未来的发展方向。

关键词：光纤传感马赫-曾德尔干涉萨格纳克干涉干涉型分布式光纤振动传感

基于深度强化学习的分层自适应PID控制算法

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计算机系统应用 2024年

作者：余文浩齐立哲梁瀚文孙云权复旦大学工程与应用技术研究院

比例积分微分(PID)控制在工业控制和机器人控制领域应用非常广泛.然而,其在实际应用中存在参数整定复杂、系统无法精准建模以及对被控对象变化敏感的问题.为了解决这些问题,本文提出了一种基于深度强化学习算法的分层自适应PID控制算法,... 详细信息

比例积分微分(PID)控制在工业控制和机器人控制领域应用非常广泛.然而,其在实际应用中存在参数整定复杂、系统无法精准建模以及对被控对象变化敏感的问题.为了解决这些问题,本文提出了一种基于深度强化学习算法的分层自适应PID控制算法,即TD3-PID,用于移动机器人的自动控制.其中,上层控制器通过实时观测当前环境状态和系统状态实现对下层PID控制器参数和输出补偿量进行调整,以实时补偿误差从而优化系统性能.本文将所提出的TD3-PID控制器应用于4轮移动机器人轨迹跟踪任务并和其他控制方法进行了真实场景实验对比.结果显示TD3-PID控制器表现出更优越的动态响应性能和抗干扰能力,整体响应误差显著减小,在提高控制系统性能方面具有显著的优势.

关键词：深度强化学习 PID算法自适应控制确定性策略梯度算法轨迹跟踪

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MXene的红外特性及其应用研究展望

无机材料学报 2024年第2期39卷 162-170页

作者：巴坤王建禄韩美康复旦大学芯片与系统前沿技术研究院上海200433 复旦大学光电研究院和上海市智能光电与感知前沿科学研究基地上海200433

MXene是一大类二维过渡金属碳氮化合物,其丰富的组分、二维原子层结构、金属电导和活性表面等特性使其与不同波段的电磁波(可见光、红外、太赫兹、微波波段等)产生独特的相互作用,并衍生了多种电磁功能应用。在红外波段,MXene具有宽域... 详细信息

MXene是一大类二维过渡金属碳氮化合物,其丰富的组分、二维原子层结构、金属电导和活性表面等特性使其与不同波段的电磁波(可见光、红外、太赫兹、微波波段等)产生独特的相互作用,并衍生了多种电磁功能应用。在红外波段,MXene具有宽域的红外辐射特性,活性表面使其具备可调的红外吸收。近年来,MXene的上述性质引起了广泛研究兴趣。本文首先对不同MXene组分的本征红外辐射特性及调控策略进行了系统总结,并简要介绍其代表性红外应用,重点讨论MXene在这些应用中的贡献和作用机制,包括红外识别/伪装、表面等离激元、光热转换、红外光电探测等。最后,对MXene红外功能应用的未来发展方向进行了展望。

关键词： MXene 红外辐射光热转换热管理红外识别专题评述

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新型手口分离给药装置创新设计与实验研究

机械设计与研究 2024年第3期 224-228页

作者：桑凌峰王洪波岑大卫骆钰嘉梁耀坤田宇宁波职业技术学院智能医疗养老护理技术研究所复旦大学工程与应用技术研究院复旦大学附属眼耳鼻喉科医院

基于哮喘患者用药过程中手口协同难度高、药物吸入难的问题，设计了一款新型手口分离给药装置。首先，提出了储能负压工作原理，设计了基于凸轮-杠杆-曲柄连杆机构联动的储能机构和负压触发机构，并计算了这两个机构的运动自由度；其次... 详细信息

基于哮喘患者用药过程中手口协同难度高、药物吸入难的问题，设计了一款新型手口分离给药装置。首先，提出了储能负压工作原理，设计了基于凸轮-杠杆-曲柄连杆机构联动的储能机构和负压触发机构，并计算了这两个机构的运动自由度；其次，将给药装置分为凸轮结构、杠杆结构、弹簧储能连杆结构、负压触发结构以及药剂快装结构，并对其进行了详细的结构设计；之后，对储能弹簧和阀芯进行了静力学分析，获得与凸轮端接触的杠杆长度为23.5 mm,凸轮旋转扭矩为0.34 N·m,阀芯半径为7 mm;最后，进行了整个机械装置的设计，通过模糊评价法测试了该结构的操作便捷性，图像法对比法测试了给药装置的给药准确性，从实验效果来看，该装置的操作便捷性表现优秀，给药准确性达到了99.05%,能够满足患者需求。

关键词：手口分离给药装置储能负压机械系统设计结构设计

结合单列多列神经网络的移动状态人群计数方法研究

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计算机应用与软件 2024年第6期41卷 194-199页

作者：温宇健郭士杰复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 复旦大学智能机器人教育部工程研究中心上海200433

已有人群计数方法局限于对人群的全部进行计数,在仅对人群中的移动者进行计数时准确率较低,基于注意力的多阶段深度学习框架被提出以解决这一问题。通过注意力机制适应性地在单列和多列计数网络进行选择,结合单列网络的深层特征表示能... 详细信息

已有人群计数方法局限于对人群的全部进行计数,在仅对人群中的移动者进行计数时准确率较低,基于注意力的多阶段深度学习框架被提出以解决这一问题。通过注意力机制适应性地在单列和多列计数网络进行选择,结合单列网络的深层特征表示能力和多列网络多尺度特征学习能力,有效提取人群中移动者的特征。实验结果表明,所提出的方法均方误差(MSE)和平均绝对误差(MAE)皆低于已有人群计数方法,能够有效提高处于移动状态的人群的计数精度。

关键词：人群计数深度学习单列多列网络注意力机制

基于特征构造和改进PSO算法的分布式光伏功率预测

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电源技术 2024年第2期48卷 325-330页

作者：孟令哲周翔曾新华庞成鑫上海电力大学电子与信息工程学院上海200090 复旦大学工程与应用技术研究院上海200433

分布式光伏由于其历史数据缺乏,光伏出力的预测精度不高,提出改进粒子群优化算法(PSO)+长短时记忆网络(LSTM)与注意力机制结合的神经网络模型。构造基于聚类算法的特征工程扩充数据集;给出局部最优判据改进粒子群算法并应用于模型的超... 详细信息

分布式光伏由于其历史数据缺乏,光伏出力的预测精度不高,提出改进粒子群优化算法(PSO)+长短时记忆网络(LSTM)与注意力机制结合的神经网络模型。构造基于聚类算法的特征工程扩充数据集;给出局部最优判据改进粒子群算法并应用于模型的超参数优化,提升模型泛化性;采用注意力机制与LSTM相结合的架构进行短期功率预测。在澳大利亚公开数据集上的实验表明,新的特征工程与光伏出力具有相关性,预测精度相比传统LSTM模型精度提高17.4%,且改进PSO算法相比标准算法收敛性更好。

关键词：分布式光伏输出功率预测 LSTM 改进PSO算法注意力机制特征工程

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胶囊机器人的可展钳位锚定结构设计与实验

传感器与微系统 2024年第7期43卷 97-100,105页

作者：董昕阳陈浩邹乐瑶欧阳春甘中学复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210

针对当今胶囊机器人缺乏肠道内锚定能力的现状,基于可展连杆机构,设计了胶囊机器人的钳位锚定结构,能够适用于不同直径的肠道环境并提供足够的锚定力。可展钳位结构主要由环形剪状结构及驱动模块组成,并通过前侧安装模块可适配于不同胶... 详细信息

针对当今胶囊机器人缺乏肠道内锚定能力的现状,基于可展连杆机构,设计了胶囊机器人的钳位锚定结构,能够适用于不同直径的肠道环境并提供足够的锚定力。可展钳位结构主要由环形剪状结构及驱动模块组成,并通过前侧安装模块可适配于不同胶囊机器人。根据设计参数,进一步建立了锚定结构的展开性能模型,该结构展开至最大时的撑开面积相较于收缩状态时扩大了248%。最后,依据设计制作了样机,并搭建实验测试平台,分别在不同内径的橡胶软管和离体猪大肠环境中验证了其展开能力及锚定能力。实验表明:样机在展开钳位固定时的摩擦力是未展开时的2.2倍,固定后能够有效克服猪大肠内的蠕动力,验证了钳位结构的可行性,为未来胶囊机器人钳位设计提供新思路。

关键词：微型机器人胶囊机器人钳位结构可展结构

基于库伦-粘性摩擦模型的大腿假肢动力学参数辨识

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动力学与控制学报 2024年第2期22卷 68-76页

作者：张稳吕阳徐鉴张晓旭复旦大学工程与应用技术研究院上海200433 复旦大学智能机器人教育部工程研究中心上海200433 复旦大学脑科学前沿中心上海200433

基于模型的智能假肢控制方式具有物理意义明确、参数变量少的优势,但受建模误差、模型不确定等因素的影响,其控制精度仍有待进一步提高,而有效措施之一便是假肢先验动力学建模与辨识.本文针对实验室新设计的动力大腿假肢,研究了基于库伦... 详细信息

基于模型的智能假肢控制方式具有物理意义明确、参数变量少的优势,但受建模误差、模型不确定等因素的影响,其控制精度仍有待进一步提高,而有效措施之一便是假肢先验动力学建模与辨识.本文针对实验室新设计的动力大腿假肢,研究了基于库伦-粘性摩擦的大腿假肢动力学参数辨识问题.首先,基于拉格朗日方法建立了具有固定传动比动力膝关节和非线性传动比动力踝关节的大腿假肢动力学模型;其次,采用库伦-粘性摩擦模型来描述假肢动力学模型中的关节摩擦行为;最后,通过粒子群优化算法辨识了大腿假肢的动力学参数.结果表明,相比于基于3D建模软件的估计参数,基于辨识参数重构的膝、踝关节电机扭矩与实测扭矩的均方根误差分别降低了93.55%和80.83%,模型精度得到了显著提高.这一结果不仅验证了本文假肢动力学建模与参数辨识方法的有效性,也为假肢后续的高精度控制提供了技术支撑.

关键词：大腿假肢动力学建模关节非线性粒子群算法

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