基于标准CMOS工艺的片上太阳敏感器研究

微纳卫星对于载荷的苛刻要求使得太阳敏感器的微型化研究具有重要意义。为了解决光学器件和处理电路的集成兼容问题,文章基于标准CMOS工艺提出一种新型片上太阳敏感器,以金属走线层构建微型墙结构,两侧均匀分布pn结构成光电传感器,通过检测两侧光电流比例解算出入射光角度。文章从工艺实现、模型建立、数值仿真和实验测试等方面验证了器件的合理性和可行性。最终,片上太阳敏感器阵列芯片质量为1.5g,尺寸为304.2mm³,检测精度为±1.6°,视场范围为80°,可满足微型化需求。     

融合深度学习与成像模型的水下图像增强算法

水下机器人的视觉感知功能因受到水下环境因素的影响,面临着图像质量降低的挑战,如图像颜色畸变、整体色调偏绿、偏蓝、对比度较低、细节较为模糊等。提出一种结合深度学习方法与物理成像模型的新型水下图像增强算法,通过构建包含扩张卷积和带参数激活函数的神经网络,进行背景散射光和直接传输映射的估计,并结合成像模型的数学表达进行重建运算得到增强后图像。实验结果表明,与UDCP、IBLA、GLNet等典型图像增强算法相比,该算法具有更快的运算速度,且能够消除水下环境因素带来的影响,丰富图像色彩的同时能增强各类细节,在峰值信噪比指标和结构相似度指标上取得了较大值。此外,增强后的图像在特征点匹配实验中获得了更好的匹配效果。     

石墨烯/纳米TiO_2复合材料的制备及光催化还原性能

为探索超声辅助下利用紫外光及耦合热还原工艺制备RGO/纳米TiO_2复合材料的方法,并对其在缺氧水体中的光催化还原特性进行研究,首先,以鳞片石墨为原料,采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),进而通过超声/紫外光还原工艺制备了还原氧化石墨烯(RGO);然后,以钛酸丁脂和RGO为前驱物,采用溶胶-凝胶法并在氮气保护下高温加热制备了RGO/纳米TiO_2复合光催化材料;接着,利用FTIR、XRD、BET及紫外-可见光谱等对RGO/纳米TiO_2复合材料进行了结构性能表征;最后,以2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为探针物,研究了RGO/纳米TiO_2在缺氧水体中的光催化特性与2,4-D降解机制。结果表明:采用低温氧化Hummers法制备的GO六碳环上生成的活性基团较少,采用超声/紫外光还原工艺及耦合高温热还原工艺可使环状结构得到良好的修复;所制备的RGO/纳米TiO_2复合材料具有良好的2,4-D降解能力,在缺氧状态下,2,4-D主要发生光催化还原反应,脱除苯环上的氯,产生氯酚、邻苯三酚及间苯三酚等中间产物,部分2,4-D被氧化降解生成CO_2和H_2O。制备的RGO/纳米TiO_2复合材料具有良好的光催化还原性能。     

集成电路用钽溅射靶材制备工艺研究

金属钽可作为集成电路中铜与硅基板的阻隔层材料,以防止铜与硅扩散生成铜硅合金影响电路性能。采用钽靶材通过物理气相沉积技术溅射钽到硅片上。靶材晶粒尺寸与织构取向影响溅射速率及溅射薄膜均匀性,要求钽靶材晶粒尺寸应小于100μm,在靶材整个厚度范围内应主要是(111)型织构。同时,为了避免薄膜存在杂质颗粒,要求钽靶材纯度不小于99.99%。本文对钽靶材电子束熔炼、锻造、轧制、热处理等关键工艺进行了系统研究,找到了一种有别于常规钽靶材生产工艺的新方法,所生产产品化学纯度、晶粒尺寸、织构等性能优良,产品成品率高,适于批量化生产。     

带有自适应补偿的不确定时滞系统鲁棒跟踪控制

为了克服高增益反馈项的缺陷, 设计了一个带有自适应补偿的控制器用于不确定时滞系统鲁棒跟踪控制. 本文证明了自适应补偿项的引入不会影响原来闭环系统的稳定性. 因此, 可以根据跟踪性能的需求和控制增益的约束来决定是否采用自适应补偿项. 最后, 数值仿真表明了控制器的有效性.     

基于背景估计的运动检测算法

为了有效检测出运动目标静止后的轮廓和抑制视频抖动给运动检测带来的影响,提出了基于背景估计的运动检测算法。采用带模板遮罩的背景更新策略来避免目标前景区域被更新,同时根据纹理相似性,对目标遮挡区域的背景进行估算,使得在光照变化下遮挡区域得到同步更新。通过视频稳定算法得到全局运动参数和局部运动参数,然后利用全局运动参数稳定视频,利用局部运动参数作为运动目标检测的输入,最后利用高斯模型来检测运动目标。通过对多段抖动视频做实验,结果验证了该算法的准确性和有效性。     

声卡电路改造及其在运动控制中的应用

为了让计算机声卡能直接采集标准范围内的直流电压信号(-10～+10 V),在分析声卡工作原理的基础上介绍了对声卡外部电路进行改造的方法,并给出了改造后声卡在直流电机运动控制实验系统中的应用.改造后的声卡性能稳定、灵活通用,满足了一般的工程测量和实验教学的使用要求,可作为商用数据采集卡的廉价替代方案,为普通声卡在数据采集...     

光纤Bragg光栅电流传感器的温度补偿研究

在基于超磁致伸缩材料Tb0.30Dy0 70Fe1.95的光纤Bragg光栅(FBG)大电流传感器的基础上,通过对传感头进行设计,提出了一种温度补偿的方案,解决了FBG的温度-应变交叉敏感问题,提高了传感器的精度.实验结果表明:在0～90℃的温度变化范围内,该传感器的Bragg波长差与电流变化具有较好的线性度,不受温度...     

改进的蚁群算法在修磨轨迹优化中的应用

提出一种适用于钢坯修磨轨迹优化问题的改进蚁群算法,给出一种修磨轨迹优化问题的实用数学模型。针对蚁群算法对参数敏感的问题,提出用启发信息归一化来解决的办法。仿真实验与初步试用结果表明,经改进蚁群算法优化的修磨轨迹能大幅度减少修磨过程中的空行程。该算法具有一定的理论参考价值和实际意义。     

工业CT在航空机载传感器可靠性提升中的应用

利用工业CT技术对某型航空发动机数控系统的总温传感器故障件进行了检测,从而无损、高效、准确地检测到故障点,并利用其提供的传感器内部信息对故障原因进行了分析,采取了相应的改进措施。通过环境试验验证了改进措施的有效性,表明该型传感器的可靠性得到了显著提高。因此,工业CT为机载传感器的故障检测提供了一种行之有效的新途径、新思路,可以在其可靠性提升上推广应用。