隧道施工场景无人驾驶系统研究

介绍了隧道施工场景下无人驾驶系统面临的GPS拒止、高退化、狭小多变等难点，针对性提出了适应隧道施工场景的多传感器融合定位算法、基于隧道设计数据的结构化地图动态更新策略、适配隧道施工作业车的传感器布置方案、低速重载液驱底盘数字线控方案。在中国铁建重工集团股份有限公司生产的某型湿喷机上将该套系统进行实践，在郑万高铁某隧道进行工程试验，取得了较好效果。     

基于三维模型的NPN双极型晶体管电离辐射效应仿真模拟北大核心

为更加迅速可靠地评估星用双极型晶体管抗电离辐射损伤性能,建立了三维NPN晶体管模型,并对其电离辐射效应进行了数值模拟。仿真计算了电离辐射在晶体管中产生的氧化物正电荷陷阱以及界面陷阱,以此模拟不同总剂量、剂量率电离辐照对晶体管的损伤;以漂移扩散模型计算了晶体管典型性能的响应,验证了晶体管的总剂量效应和低剂量率损伤增强效应。结果表明晶体管对电离辐射敏感的区域位于基区和发射结区附近的Si/SiO_(2)界面,从Gummel曲线提取的归一化增益发现,电离辐射损伤可能使晶体管增益降低50%以上,这对晶体管性能影响很大。该方法可以在降低成本、缩短周期的前提下,为晶体管抗电离辐射可靠性评估提供合理的技术支撑和可借鉴的理论数据。     

考虑温度效应的永磁机构及其控制系统多物理域联合仿真与设计EI北大核心CSCD

电流/位移闭环控制能够有效抑制永磁机构分合闸时间分散性,提高断路器相控操作质量,延长开关使用寿命。可信的仿真模型能够在闭环控制系统设计验证阶段分析、比较、检验不同控制方法的动态特性和分散性抑制能力,指导实际控制器选型和设计,缩短研发周期。该文建立了永磁机构及其驱动控制系统多物理域联合仿真模型,实验分析并获得了关键敏感元件的温度效应数据库,同时考虑涡流效应的影响,论证了不同温度下联合仿真模型的可信性与有效性。在此基础上,设计了反馈线性化控制系统,通过联合仿真平台对比分析了该系统与现有典型控制系统的跟随特性、振荡超调以及分散性抑制能力。基于嵌入式系统的双闭环控制实验结果表明,多物理域联合仿真具备有效的控制器设计指导作用。     

基于分形理论的黄河内蒙古段河势演变特征及其与凌汛灾害关联研究

寒区河道凌汛灾害河势“弯道效应”的量化评估十分重要。基于分形理论提出河道横断面-纵剖面-平面多维度河势分形维数计算方法及其物理机制，并探讨黄河内蒙古段不同维度河势演变分形特征及其与凌汛灾害的关联关系。结果表明，黄河内蒙古段不同维度河势均具有多尺度自相似分形特征，且具有多年记忆周期的长程相关性；冰坝（严重性冰塞）发生频次与河道主槽弯曲分形维数呈正相关指数型函数关系，与河相系数、深泓点高程和河段平均底坡分形维数负相关，与水深-面积分形维数正相关，总体表明冰坝灾害更易发生于主槽偏移摆动大、蜿蜒曲折、河湾发育程度高的宽浅型弯曲河道，研究成果可为凌汛期冰塞冰坝灾害易发河段诊断及预测提供重要理论依据。     

面向智慧小镇建设的机房电气管线多目标优化布置方法

常规的管线布置优化方法难以在优化过程中得到全局搜索的最优解,导致安全性能无法得到保障,因此面向智慧小镇建设设计一个新的机房电气管线多目标优化布置方法。设置电气管线约束条件,将电压均值、单位时间内电流量、电气管线损耗恢复能力作为目标函数。优化管线布置全局搜索,使用交叉操作的方式不断得到更优解。建立多目标优化电气管线模型,得到电气管线多目标优化的数学模型。通过实验数据可知,该管线布置方法在算法测试中优于常规的3种算法,且在安全性能的检测中只与标准最优值相差6.22×10⁴,3个常规方法与标准最优值的差距为6.813×10⁴、7.6×10⁴、8.32×10⁴,因此可知该多目标优化的管线布置方法可以得到更优解。     

高光谱成像用高帧频CMOS图像传感器北大核心

针对高帧频、全局曝光和光谱平坦等成像应用需求,设计了一款高光谱成像用CMOS图像传感器。其光敏元采用PN型光电二极管,读出电路采用5T像素结构。采用列读出电路以及高速多通道模拟信号并行读出的设计方案来获得低像素固定图像噪声(FPN)和非均匀性抑制。芯片采用ASMC 0.35μm三层金属两层多晶硅标准CMOS工艺流片,为了抑制光电二极管的光谱干涉效应,后续进行了光谱平坦化VAE特殊工艺,并对器件的光电性能进行了测试评估。电路测试结果符合理论设计预期,成像效果良好,像素具备积分可调和全局快门功能,最终实现的像素规模为512×256,像元尺寸为30μm×30μm,最大满阱电子为400 ke^(-),FPN小于0.2%,动态范围为72 dB,帧频为450 f/s,相邻10 nm波段范围内量子效率相差小于10%,可满足高光谱成像系统对CMOS成像器件的要求。     

考虑变形效应的重塑黄土持水曲线及非饱和渗透系数函数

为研究考虑变形效应的重塑黄土持水特性与非饱和渗透特性，以兰州重塑黄土为试验土体，首先测试了不同孔隙比重塑黄土的持水曲线，并用考虑变形效应的持水曲线模型进行拟合；然后测试了浸水饱和试样的饱和体积含水率和饱和渗透系数，获得了孔隙比和饱和体积含水率的关系及孔隙比和饱和渗透系数的关系，进而应用间接法获得了考虑变形效应的非饱和渗透系数函数；最后通过实测某一孔隙比下的持水曲线和非饱和渗透系数曲线，检验了所建立考虑变形效应的持水曲线函数和非饱和渗透系数函数的可靠性。结果表明，考虑变形效应的持水曲线和非饱和渗透系数函数具有较好的可靠性。