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面向EUV光源的实验流体力学研究进展

力学进展 2024年第1期54卷 138-172页

作者：邓巍巍翟天琪高立豪许晟昊赵新彦刘艳初南方科技大学力学与航空航天工程系

EUV (极紫外)光源是EUV光刻机的核心部件,其原理是基于纳秒脉冲激光轰击锡液滴靶产生的等离子体辐射发光. EUV光源本质是一种流体光源,涉及丰富而复杂的流体力学基本问题,跨越从皮秒到毫秒的四个特征时间尺度.本文综述了面向EUV光源的... 详细信息

EUV (极紫外)光源是EUV光刻机的核心部件,其原理是基于纳秒脉冲激光轰击锡液滴靶产生的等离子体辐射发光. EUV光源本质是一种流体光源,涉及丰富而复杂的流体力学基本问题,跨越从皮秒到毫秒的四个特征时间尺度.本文综述了面向EUV光源的实验流体力学研究进展.首先根据靶的类型,分别介绍了射流、液滴和液膜靶的生成与调控基本原理和技术路线.之后对三种靶与激光相互作用过程的特征时刻与典型现象进行了梳理,重点放在各个特征时间尺度内激光轰击液滴靶的研究进展,总结了不同参数激光脉冲轰击后靶的推进、变形和破碎规律.最后对EUV光源中值得重点关注的实验流体力学关键问题进行了总结和展望,提出改善激光等离子体EUV光源稳定性、亮度和寿命需要从以下三方面持续开展研究:高频率、小直径、长间距液滴靶串的精准生成和调控,激光辐照产生等离子体的膨胀和辐射规律,以及液滴靶变形破碎机理和碎屑抑制、收集及清洁技术.

关键词： EUV 激光实验流体力学等离子体

基于深度强化学习算法的纯电动矿用汽车再生制动策略研究

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工程科学学报 2024年第3期46卷 503-513页

作者：杨威威罗登昊张文明北京科技大学机械工程学院车辆工程系北京100083

以载重50 t纯电动矿用汽车为研究对象,提出了一种基于深度强化学习优化算法的再生制动回馈策略.首先建立了纯电动矿用自卸车的数学模型.随后提出了一种考虑载重和坡度变化的基于自动熵调节Soft actor-critic (SAC)和深度确定性策略梯度... 详细信息

以载重50 t纯电动矿用汽车为研究对象,提出了一种基于深度强化学习优化算法的再生制动回馈策略.首先建立了纯电动矿用自卸车的数学模型.随后提出了一种考虑载重和坡度变化的基于自动熵调节Soft actor-critic (SAC)和深度确定性策略梯度算法(DDPG)的能量管理策略.其中车速、加速度、车辆质量与道路坡度、动力电池荷电状态(SOC)及充放电倍率作为状态变量;变速箱挡位作为动作变量;动力电池SOC及电池寿命作为奖励函数.仿真结果表明,基于动态规划的控制策略和所提出的基于SAC算法与基于DDPG算法的优化控制策略回馈效率分别提高了18.15%、17.18%和16.63%,电池寿命分别提升了57.31%、56.87%和57.38%.最后通过比较两种基于深度强化学习算法策略的奖励曲线,可以看出与基于DDPG算法的控制策略相比,所提出的基于SAC的能量管理控制策略的收敛速度提升了166.7%.

关键词：纯电动矿用汽车再生制动电池寿命控制策略强化学习

基于线性时变模型预测控制的实时抗噪高速车辆运动控制

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兵工学报 2024年

作者：任宏斌孙纪禹陈志铿赵玉壮杨林北京理工大学机械与车辆学院台北科技大学车辆工程系

针对高速自动驾驶车辆实时高精度的运动控制问题，提出一种上层为基于路径点Cost的路径点筛选器与基于横纵向轮胎力分析的速度规划器，下层为基于线性时变动力学模型预测的路径跟踪控制器与速度控制器的两层架构，并引入最小均方（Least... 详细信息

针对高速自动驾驶车辆实时高精度的运动控制问题，提出一种上层为基于路径点Cost的路径点筛选器与基于横纵向轮胎力分析的速度规划器，下层为基于线性时变动力学模型预测的路径跟踪控制器与速度控制器的两层架构，并引入最小均方（Least Mean Square， LMS）自适应状态估计器提升系统的抗噪性。路径点筛选器提升运算速度并减少筛选过程中的关键信息损失，速度规划器在安全行驶前提下生成最优速度曲线。路径跟踪控制器考虑跟踪偏差软约束，提升跟踪效果。LMS状态估计器基于在线矫正的动力学模型，对横摆角速度与横向速度在线估计。搭建dSPACE-TX2硬件在环仿真环境，在高速公路工况及双移线工况下对比所提出方案与传统运动跟踪控制。半实物仿真结果表明，所提出的运动控制架构提升了抗噪性能与21%的跟踪精度，且满足50Hz高频控制的要求。

关键词：线性时变模型模型预测控制实时运动控制路径跟踪二次规划

一种用于天基低轨卫星网络边缘计算的GA-DDPG卸载算法

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工程科学学报 2024年第2期46卷 343-353页

作者：史栋元王丽娜北京科技大学计算机与通信工程学院通信工程系北京100083

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对... 详细信息

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对计算卸载过程中星间环境动态变化和高维动作空间的问题,提出一种基于遗传算法(GA)和深度确定性策略梯度(DDPG)的天基低轨卫星网络边缘计算卸载算法——GA-DDPG算法.卫星边缘计算环境的不断变化会导致DDPG奖励稀疏和探索性不足,将GA引入到DDPG算法中,首先,利用GA的选择算子使DDPG算法能够适应不断变化的卫星环境;然后,针对动作空间维度变大导致DDPG算法收敛不稳定的问题,利用GA种群的多样化探索和种群的冗余提升DDPG算法收敛的稳定性.仿真结果表明,GA-DDPG卸载算法能够降低天基低轨卫星网络计算负载,且时延和能耗均低于DDPG卸载算法和GA卸载算法.与DDPG卸载算法相比,GA-DDPG卸载算法还能提升收敛速度和稳定性.

关键词：低轨卫星边缘计算任务卸载遗传算法深度强化学习星间链路

钛合金超声辅助等离子体氧化改性磨削基本加工特性研究

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机械工程学报 2024年第9期60卷 13-25页

作者：武韩强陈卓叶曦珉张诗博李偲偲曾江汪强吴勇波南方科技大学机械与能源工程系深圳518055 温州大学机电工程学院温州325600

鉴于钛合金的难加工特性,提出了超声辅助等离子体氧化改性磨削新方法。首先介绍了新方法的加工原理,并基于加工原理构建了实验装置;其次就不同电解质溶液对等离子体氧化层生长方向,工艺参数对等离子体氧化层厚度的影响规律开展研究;随... 详细信息

鉴于钛合金的难加工特性,提出了超声辅助等离子体氧化改性磨削新方法。首先介绍了新方法的加工原理,并基于加工原理构建了实验装置;其次就不同电解质溶液对等离子体氧化层生长方向,工艺参数对等离子体氧化层厚度的影响规律开展研究;随后表征等离子体氧化层表面主要化学成分、显微硬度,并利用单点磨削实验揭示等离子体氧化层的材料去除行为;最后对比有、无氧化层的磨削加工特性。研究表明:Na_(2)SO_(4)溶液下的氧化层主要向内生长;在工艺参数中,降低进给速度和增加超声振幅可以提升氧化层厚度;氧化层较低的硬度和疏松多裂纹结构提高了钛合金的切削加工性。相比于无氧化层的传统磨削,超声辅助等离子体氧化改性生成的氧化层可以降低磨削力,提升表面质量,减少砂轮磨粒脱落和磨屑粘附。

关键词：钛合金超声等离子体氧化氧化层性能磨削性能

基于融合距离的极化SAR图像非局部均值滤波

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1493-1502页

作者：曾顶殷君君杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 清华大学电子工程系北京100084

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种... 详细信息

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种利用融合距离来计算相邻窗口权重的方法——基于融合距离的非局部均值滤波器。融合距离的引入使得滤波器能够更全面的评估像素间的相似性,从而得到更合适的像素权重。此外,本方法还引进变异系数对邻域窗口的权重进行评估,通过该参数可以控制滤波的程度。在多幅极化SAR图像上的实验结果表明,所提出的滤波器能够在有效抑制斑点噪声的同时保留较为完整的图像边缘信息和极化散射特性。

关键词：极化合成孔径雷达非局部均值滤波相似性度量变异系数

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面向智能制造的微服务聚类与选择方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 109-116页

作者：王立平史慧杰王冬清华大学机械工程系北京100084 电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

智能制造要求工业软件能够实现敏捷开发,对工业软件应用微服务架构是当下重要的研究方向。为了提高开发效率,需要将微服务形式的功能组件发布在互联网中并构建微服务库进行管理,供用户根据需求挑选。面对用户日益复杂的业务需求,需要微... 详细信息

智能制造要求工业软件能够实现敏捷开发,对工业软件应用微服务架构是当下重要的研究方向。为了提高开发效率,需要将微服务形式的功能组件发布在互联网中并构建微服务库进行管理,供用户根据需求挑选。面对用户日益复杂的业务需求,需要微服务库能够将其所包含的大量微服务进行组合来拓展所能实现的功能。针对服务组合过程中的检索和选择2个环节,分别设计了基于微服务的功能需求与非功能需求的服务聚类和服务选择算法,在微服务库中选出最优的微服务组合提供给客户。实验结果表明,所提出的聚类与组合方法取得了良好的效果,提高了用户的满意度并实现了微服务的高效利用。

关键词：智能制造微服务服务聚类服务选择

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雷诺数指数与雷诺数比的关系分析与应用

航空动力学报 2024年第7期39卷 116-125页

作者：倪明魏佐君赵晨彦任光明甘晓华南方科技大学工学院力学与航空航天工程系广东深圳518055

雷诺数指数(RNI)与雷诺数比(RNR)作为常用的雷诺数相关问题重要无量纲数广泛地用于航空发动机研发过程中,然而前者多用于工程研制阶段,后者多用于研究初期阶段,两者长期处于应用层级割裂状态.为了厘清RNI与RNR之间的关系,首先用Π定理... 详细信息

雷诺数指数(RNI)与雷诺数比(RNR)作为常用的雷诺数相关问题重要无量纲数广泛地用于航空发动机研发过程中,然而前者多用于工程研制阶段,后者多用于研究初期阶段,两者长期处于应用层级割裂状态.为了厘清RNI与RNR之间的关系,首先用Π定理和无量纲数代数推导两种方法推导出了 RNI,结果揭示了 RNI的物理含义为考虑马赫数修正的RNR,代表了雷诺数强相似性原理;RNR仅基于表速相似,代表了雷诺数弱相似性原理.其次,比较了雷诺数指数与雷诺数比之间的关系,在两者的相对差仅为温度的函数,在工况温度比处于0.94~1.06的范围时,RNI与RNR两者相差±3%以内,认为两者可以互换;因为工况间温度比差距过大目前以RNR为自变量的雷诺数修正公式在实际使用中误差过大的原因之一.最后,给出了一种基于RNI为1.0、保证雷诺数强相似性的冷热态工作点模化方法,作为RNI的应用范例,并给出了两组冷热态换算结果,计算得到冷热态工况的Π函数是一致的,因此可以认为冷热态模化满足相似性原理.分析并解释了 RNI与RNR的关系,可作为航空发动机研制各阶段中雷诺数相关问题无量纲参数选取的依据.

关键词：雷诺数指数雷诺数比相似性模化冷热态模化

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视网膜投影AR近眼显示研究进展

液晶与显示 2024年第5期39卷 656-671页

作者：朱嘉昕罗丹南方科技大学电子与电气工程系广东深圳518055

增强现实(Augmented Reality,AR)近眼显示技术可将虚拟与现实世界的信息叠加在一起,为用户眼前营造出虚实结合的场景,成为连接现实和虚拟世界的桥梁。视网膜投影(Retinal Projection Displays,RPD)显示,又称为麦克斯韦近眼显示(Maxwelli... 详细信息

增强现实(Augmented Reality,AR)近眼显示技术可将虚拟与现实世界的信息叠加在一起,为用户眼前营造出虚实结合的场景,成为连接现实和虚拟世界的桥梁。视网膜投影(Retinal Projection Displays,RPD)显示,又称为麦克斯韦近眼显示(Maxwellian Displays),可有效化解调焦-辐辏冲突,提供无眩晕的近眼显示观感,在AR近眼显示领域受到广泛关注。近年来,研究人员围绕扩展出瞳(Eyebox)、全彩显示等重要问题提出了不同的解决方案。本文主要介绍麦克斯韦增强AR近眼显示的工作原理,综述其核心器件及发展进程,并展望未来的发展前景与趋势。

关键词：增强现实视网膜投影近眼显示全息光学器件液晶偏振器件