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1Kb自旋转移矩磁随机存储器电路设计

华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 20-27页

作者：谭玥杜永乾李桂芳刘诗斌西北工业大学电子信息学院陕西西安710072 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057

使用Verilog-A硬件描述语言对自旋转移矩磁随机存储器(STT-MRAM)的基本存储单元磁隧道结(MTJ)器件进行建模,采用Cadence软件对模型进行验证.基于已建立的MTJ模型设计STT-MRAM的读写电路.针对写入延迟过长的问题,对传统写入电路进行改进... 详细信息

使用Verilog-A硬件描述语言对自旋转移矩磁随机存储器(STT-MRAM)的基本存储单元磁隧道结(MTJ)器件进行建模,采用Cadence软件对模型进行验证.基于已建立的MTJ模型设计STT-MRAM的读写电路.针对写入延迟过长的问题,对传统写入电路进行改进,通过增加写入支路上晶体管的数量来增加写入电流及降低基本存储单元(1T1MTJ)结构中晶体管的压降,有效地缩短了磁隧道结翻转过程的开关延迟时间,提高了写入驱动电路的工作速度;读取电路采用改进的三稳态传输结构,降低了电路功耗,提高了读取数据的准确性.最后设计实现了1Kb的STT-MRAM的非易性存储,仿真结果表明所设计的STT-MRAM能够实现数据的存取过程.

关键词：磁存储器非易失性存储器自旋转移矩磁隧道结可靠性读写电路

激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸性能

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航空学报 2024年第8期45卷 272-281页

作者：樊哲铭杨未柱曾延赵哲南李磊西北工业大学力学与土木建筑学院西安710072 西北工业大学深圳研究院深圳518063

激光熔覆修复GH4169合金的拉伸性能具备各向异性,拉伸性能与受载方向和修复界面之间的夹角(界面角度)显著相关,研究修复后合金的拉伸各向异性可为GH4169合金构件的高性能修复奠定基础。基于数字图像相关(DIC)技术开展了不同界面角度下... 详细信息

激光熔覆修复GH4169合金的拉伸性能具备各向异性,拉伸性能与受载方向和修复界面之间的夹角(界面角度)显著相关,研究修复后合金的拉伸各向异性可为GH4169合金构件的高性能修复奠定基础。基于数字图像相关(DIC)技术开展了不同界面角度下的修复后合金拉伸试验,结合光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段进行了界面区域微观组织及断口形貌观测分析,对激光熔覆修复GH4169合金各向异性拉伸力学性能开展了研究。结果表明修复后合金的拉伸性能与拉伸载荷方向、枝晶生长方向的夹角呈负相关;拉伸试样的断裂主要是由Laves/γ相界面在拉伸载荷下分离引发裂纹成核和扩展造成的。当枝晶取向与拉伸载荷的夹角较小时枝晶间较大尺寸的不规则Laves相破碎成小颗粒并随基体γ相一同移动,断裂后韧窝较深,抗拉强度和屈服强度较高;当夹角较大时枝晶间Laves/γ相界面剥离导致裂纹形核,而后快速扩展,断口呈大量阶梯状的枝晶沿晶断裂形貌,拉伸性能较差。研究阐明了不同界面角度对修复后合金拉伸性能的影响机理,可为激光熔覆修复GH4169高温合金构件拉伸性能的综合评估提供基础。

关键词：激光熔覆 GH4169高温合金各向异性拉伸性能微观组织断裂机理

基于Kriging模型和代理抽样的分布参数不确定性灵敏度分析方法

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机械工程学报 2024年第8期60卷 370-383页

作者：程洪鑫李璐祎周长聪西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129

针对结构系统输入变量分布参数具有不确定性的情况,为衡量分布参数不确定性对系统输出性能统计特征值的影响,以输出期望和方差为例,建立分布参数对输出性能均值和方差影响的全局灵敏度指标。为克服分布参数灵敏度指标计算量大而导致工... 详细信息

针对结构系统输入变量分布参数具有不确定性的情况,为衡量分布参数不确定性对系统输出性能统计特征值的影响,以输出期望和方差为例,建立分布参数对输出性能均值和方差影响的全局灵敏度指标。为克服分布参数灵敏度指标计算量大而导致工程实际难以接受的问题,通过建立分布参数和输出统计特征值之间的Kriging模型,解决分布参数灵敏度分析计算量随输入变量及其分布参数维度增加呈指数形式增长的问题,又引入代理抽样概率密度函数对输入变量进行高效抽样,解除求解输出统计特征值时的计算量对输入变量分布参数维度的依赖性。数值和工程算例结果表明,所提方法能够在保证计算精度的同时,大大降低分布参数灵敏度分析的计算量。

关键词：分布参数不确定灵敏度分析 Kriging代理模型代理抽样概率密度函数

不同聚酯二元醇合成聚氨酯对导电银浆性能的影响

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材料导报 2024年第13期38卷 253-258页

作者：王琦胜何发旺刘振国王经伟李红玉西北工业大学宁波研究院浙江宁波315000 西北工业大学柔性电子研究院西安710000

现代消费电子产品正在飞速发展,并向着轻量化、高集成化、柔性化发展。电子产品具有机械柔性成为电子学发展的一个重要趋势。然而,柔性电子对互连材料有严格的要求。除了提供电性能、信号传输等常规功能外,柔性电子器件的互连还需要在... 详细信息

现代消费电子产品正在飞速发展,并向着轻量化、高集成化、柔性化发展。电子产品具有机械柔性成为电子学发展的一个重要趋势。然而,柔性电子对互连材料有严格的要求。除了提供电性能、信号传输等常规功能外,柔性电子器件的互连还需要在机械变形过程中保持良好的机械稳定性和电气互连。导电银浆作为柔性电子互联的关键材料受到广泛研究,如何得到高导电性、优异柔性的导电银浆是制备柔性电子产品必须解决的问题。基于此,本工作提出了用多官能度异氰酸酯与聚酯二元醇制备的聚氨酯作为有机载体来制备导电银浆,3D显微镜、电学性能和力学性能测试的结果表明,制得的导电银浆具有优异的印刷性能、导电性能和柔性。

关键词：聚氨酯导电银浆丝网印刷低温固化

自构建关联噪声下的随机共振及其在故障诊断上的应用

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振动与冲击 2024年第11期43卷 297-305页

作者：徐海涛杨涛周生喜西北工业大学航空学院西安710072 西北工业大学深圳研究院深圳518057

轴承作为旋转机械的重要组件之一,及时对其进行健康监测与更换可有效避免设备停机,减少经济损失。首先基于自构建关联噪声驱动下的随机共振系统(stochastic resonance system driven by self-constructingly correlated noise, DSCSR),... 详细信息

轴承作为旋转机械的重要组件之一,及时对其进行健康监测与更换可有效避免设备停机,减少经济损失。首先基于自构建关联噪声驱动下的随机共振系统(stochastic resonance system driven by self-constructingly correlated noise, DSCSR),推导了在正弦激励下该系统输出的理论信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)。研究发现通过调节此非线性系统的参数可观察到随机共振现象。其次,针对将随机共振现象用于故障诊断时需要准确的先验知识这一局限性,进一步提出了基于功率谱的信噪比评价指标,并以此来确定非线性系统随机共振发生时的最优系统参数,对最优参数系统输出信号进行功率谱分析来判断故障类型。最后,通过轴承故障诊断试验以及实际风机轴承内圈故障实例证明了DSCSR方法的有效性,以及其增强微弱故障特征并抑制其他谐波以及噪声的干扰的能力。

关键词：关联噪声随机共振故障诊断非线性系统

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未知环境下无人机编队智能避障控制方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 358-369页

作者：黄号马文卉李家诚方洋旺西北工业大学无人系统技术研究院西安710072 西北工业大学自动化学院西安710072

为保障固定翼无人机编队在未知障碍环境下的安全飞行,该文针对固定翼无人机编队飞行控制方法展开研究。在深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)的基础上,引入贪婪选择构建了Greedy-DDPG算法,训练长机模型实现... 详细信息

为保障固定翼无人机编队在未知障碍环境下的安全飞行,该文针对固定翼无人机编队飞行控制方法展开研究。在深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)的基础上,引入贪婪选择构建了Greedy-DDPG算法,训练长机模型实现避障控制;并结合人工势场的方法和领从一致性设计了僚机群避障避碰控制策略,确保僚机能够规避障碍,跟随长机执行飞行任务。数值仿真实验结果显示,Greedy-DDPG算法的训练时长比DDPG算法的缩短了5.9%,避障的泛化能力得到提升;Monte Carlo仿真实验验证结果显示,该方法具有良好的鲁棒性。采用该方法可实现无人机编队协同飞行,对于保障无人机编队在未知环境中的飞行安全具有重要意义。

关键词：编队控制避障避碰强化学习集中式协同

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高速直升机过渡模态鲁棒自适应姿态控制

航空学报 2024年第9期45卷 240-253页

作者：仇钰清李俨郎金溪刘育衔王重西北工业大学自动化学院西安710129

高速直升机过渡模态具有典型的操纵冗余与控制非仿射特点,同时气动干扰与不确定性对控制效能矩阵的显著影响进一步增加了姿态控制设计难度。为此,本文针对高速直升机过渡模态的姿态控制问题,提出一种鲁棒自适应控制架构。首先,根据高速... 详细信息

高速直升机过渡模态具有典型的操纵冗余与控制非仿射特点,同时气动干扰与不确定性对控制效能矩阵的显著影响进一步增加了姿态控制设计难度。为此,本文针对高速直升机过渡模态的姿态控制问题,提出一种鲁棒自适应控制架构。首先,根据高速直升机动力学模型,利用操纵功效分析其舵面操纵特性,设计过渡模态的姿态控制策略。在此基础上,提出一种基于自适应滤波增量非线性动态逆的角速度控制器,快速补偿控制效能矩阵不确定性与角加速度测量/估计误差的不利影响。随之,结合高速直升机共轴双旋翼与尾翼的变权限控制特性,设计基于控制权重系数的增量分配策略,保证过渡模态下直升机操纵模式与固定翼操纵模式的平滑转换。最后,与传统增量非线性动态逆方法进行比较,结果表明,所提出的姿态控制器具有更好的控制性能与鲁棒性。

关键词：高速直升机过渡模态姿态控制自适应控制增量非线性动态逆控制

基于BP神经网络的非线性流域UUV动态回收过程预测

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西北工业大学学报 2024年第2期42卷 189-196页

作者：杜晓旭李瀚宇刘鑫西北工业大学航海学院陕西西安710002

针对水下无人自主航行器(UUV)回收过程中流域存在非线性干扰问题,提出了一种基于BP神经网络优化UUV回收路径的闭环控制方法。采用计算流体力学(CFD)方法模拟UUV相对于潜艇以不同路径进行回收的水动力系数,将数值模拟结果作为训练BP神经... 详细信息

针对水下无人自主航行器(UUV)回收过程中流域存在非线性干扰问题,提出了一种基于BP神经网络优化UUV回收路径的闭环控制方法。采用计算流体力学(CFD)方法模拟UUV相对于潜艇以不同路径进行回收的水动力系数,将数值模拟结果作为训练BP神经网络的初始数据,利用拉丁超立方法对非线性流域的位置随机采样,采用神经网络输出UUV在采样处的水动力系数,实现非线性流域内UUV动态回收过程的水动力系数预测。结果表明:通过均方根检验神经网络预测水动力系数误差均在10%范围内。将神经网络预测结果与UUV纵向操纵性方程结合,对比回收速度和操舵间隔与理论回收轨迹的误差,优化UUV动态回收路径的闭环控制方案。

关键词：神经网络非线性流域水动力系数 UUV动态回收

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航天器姿态稳定强化学习鲁棒最优控制方法

航空学报 2024年第1期45卷 51-65页

作者：肖冰张海朝西北工业大学自动化学院西安710072

针对外部干扰力矩作用下的刚体航天器姿态稳定最优控制问题,提出了一种在线强化学习的智能鲁棒控制方法。该方法基于自适应动态规划框架,设计单Critic神经网络在线地学习无干扰作用的航天器的最优姿态控制律,并设计一种新的自适应律在... 详细信息

针对外部干扰力矩作用下的刚体航天器姿态稳定最优控制问题,提出了一种在线强化学习的智能鲁棒控制方法。该方法基于自适应动态规划框架,设计单Critic神经网络在线地学习无干扰作用的航天器的最优姿态控制律,并设计一种新的自适应律在线估计Critic神经网络的权值,实现了近似最优的控制性能。在学习的近似最优控制律的基础上,嵌入鲁棒控制量,形成鲁棒智能控制器,并应用Lyapunov理论证明了闭环姿态控制系统是一致最终有界稳定的,且Critic神经网络的权值估计误差是收敛的。相比于采用Actor-Critic神经网络结构的自适应动态规划方法,该方法一方面削弱了对持续激励条件的依赖,另一方面降低了计算复杂度,并保证了姿态稳定控制性能对外部干扰具有较强的鲁棒性。

关键词：航天器姿态控制强化学习自适应动态规划外部干扰鲁棒性