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天津大學(xué)福州國際研究院科研管理系統(tǒng)采購項(xiàng)目競爭性磋商

8月30日，我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號”成果正式發(fā)布。本次發(fā)布成果以新型衛(wèi)星技術(shù)、太陽科學(xué)探測為主，創(chuàng)下五個(gè)國際“首次”，對后續(xù)開展太陽空間探測任務(wù)及提升我國在空間科學(xué)領(lǐng)域國際影響力等具有重要意義。

金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體因其獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性能而成為近年來的研究熱點(diǎn)。通過調(diào)整鹵素組分即可實(shí)現(xiàn)從藍(lán)到紅全波段可調(diào)的發(fā)光，是鈣鈦礦半導(dǎo)體展現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景的重要因素之一。

本項(xiàng)目針對礦井瓦斯爆炸早期探測與抑制的技術(shù)難題，采用實(shí)驗(yàn)與光譜分析方法，得到了瓦斯爆炸感應(yīng)器內(nèi)自由基變化的光學(xué)特征及其辨識方法，并以此為基礎(chǔ)，利用量子化學(xué)軟件分析瓦斯爆炸微觀動力學(xué)過程，得出了瓦斯爆炸感應(yīng)器內(nèi)的關(guān)鍵基元反應(yīng)、自由基和其圍觀動力學(xué)參數(shù)，以及微觀反應(yīng)與宏觀現(xiàn)象的關(guān)系，為瓦斯爆炸抑爆技術(shù)提供理論支持，受到國內(nèi)相關(guān)研究人員的普遍認(rèn)可。項(xiàng)目成果在國內(nèi)外重要期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文13篇（9篇已刊出，4篇已錄用），其中SCI源刊1篇，EI源刊5篇（2篇已收錄），CA收錄2篇，CSCD收錄及中文核心期刊5篇，完成碩士學(xué)位論文2篇。

我校物理與材料科學(xué)學(xué)院新組建的天體物理團(tuán)隊(duì)，與中國科學(xué)院國家天文臺合作，在太陽暗條感應(yīng)爆發(fā)研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展。 太陽暗條是懸浮于太陽高溫稀薄大氣中冷而密的等離子體。暗條爆發(fā)是觸發(fā)太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射等嚴(yán)重影響近地空間環(huán)境太陽爆發(fā)事件的重要誘因。多個(gè)暗條間的感應(yīng)爆發(fā)是一種常見的暗條爆發(fā)形式，但是，由于高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)積累有限等客觀條件的限制，對于此類暗條爆發(fā)完整過程的觀測報(bào)道較為罕見，因此，相應(yīng)的物理圖像也難以獲得直接的觀測證據(jù)支持。近期，安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院天體物理團(tuán)隊(duì)張軍、宋志平、汪鵬和中國科學(xué)院國家天文臺侯義軍、李婷等人綜合利用空基和地基太陽觀測數(shù)據(jù)，并借助非線性無力場外推方法，對一個(gè)典型暗條感應(yīng)爆發(fā)事件的完整物理過程進(jìn)行了詳細(xì)研究。從感應(yīng)爆發(fā)發(fā)生前的磁場位型、發(fā)生時(shí)的觀測特征和發(fā)生后的磁場重構(gòu)等角度構(gòu)建一個(gè)完備的演化證據(jù)鏈條，揭示了暗條感應(yīng)爆發(fā)過程的完整物理圖像，并指出發(fā)生在兩個(gè)暗條上覆磁場間的外部磁重聯(lián)及其造成的上覆磁場重構(gòu)觸發(fā)了暗條間的感應(yīng)爆發(fā)。

1. 高壓IGBT器件封裝絕緣測試系統(tǒng) 針對高壓IGBT器件內(nèi)部承受的正極性重復(fù)方波電壓以及高溫工況，研制了針對高壓IGBT器件、芯片及封裝絕緣材料絕緣特性的測試系統(tǒng)（如圖1所示），可實(shí)現(xiàn)電壓波形參數(shù)、溫度和氣壓的靈活調(diào)控，用于研究電壓類型（交、直流、重復(fù)方波電壓）、波形參數(shù)、氣體種類、氣體壓力等因素對絕緣特性，具備放電脈沖電流測量、局部放電測量、放電光信號測量、漏電流測量及紫外光子測量等功能（如圖2所示），平臺相關(guān)參數(shù)：頻率：DC~20kHz，電壓：0~20kV，上升沿/下降沿：150ns可調(diào)，占空比：1%~99%，溫度：25℃~150℃，氣壓：真空~3個(gè)大氣壓。  2.壓接型IGBT器件并聯(lián)均流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 針對高壓大功率壓接型IGBT器件內(nèi)部的芯片間電流均衡問題，研制了針對壓接型IGBT器件的多芯片并聯(lián)均流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（如圖3所示），平臺具有靈活調(diào)節(jié)IGBT芯片布局，柵極布線，溫度和壓力分布的能力，可開展芯片參數(shù)、寄生參數(shù)以及壓力和溫度等多物理量對壓接型IGBT器件在開通/關(guān)斷過程芯片-封裝支路瞬態(tài)電流分布影響規(guī)律的研究，以及瞬態(tài)電流不均衡調(diào)控方法的研究；平臺相關(guān)參數(shù)：電壓：0~6.5kV，電流：0~3kA，溫度：25℃~150℃，壓力：0~50kN。   圖3 壓接型IGBT多芯片并聯(lián)均流實(shí)驗(yàn) 3.高壓大功率IGBT器件可靠性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 隨著高壓大功率 IGBT 器件容量的進(jìn)一步提升，對其可靠性考核裝備在測量精度、測試效率等方面提出了挑戰(zhàn)。針對柔性直流輸電用高壓大功率 IGBT 器件的測試需求，自主研制了 90 kW /3 000 A 功率循環(huán)測試裝備和100V/200°C高溫柵偏測試裝備（如圖4所示）。功率循環(huán)測試裝備可針對柔性直流輸電中壓接型和焊接式兩種不同封裝形式的IGBT開展功率循環(huán)測試，最多可實(shí)現(xiàn)12個(gè)IGBT器件的同時(shí)測試。電流等級、波形參數(shù)、壓力均獨(dú)立可調(diào)，功率循環(huán)周期為秒級，極限測試能力可達(dá) 300 ms，最高壓力達(dá)220 kN，虛擬結(jié)溫測量精度達(dá)±1°C，導(dǎo)通壓降測量精度達(dá)±2mV。高溫柵偏測試裝備可實(shí)現(xiàn)漏電流和閾值電壓的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，最多可實(shí)現(xiàn)32個(gè)IGBT器件的同時(shí)測試。 4. 壓接器件內(nèi)部并聯(lián)多芯片電流及結(jié)溫測量方法及實(shí)現(xiàn) 高壓大功率壓接型IGBT器件內(nèi)部芯片瞬態(tài)電流及結(jié)溫測量是器件多物理量均衡調(diào)控及狀態(tài)監(jiān)測的基本手段，針對器件內(nèi)部密閉封裝以及密集分布鄰近支路引起的干擾問題，提出了PCB羅氏線圈互電感的等效計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了任意形狀PCB羅氏線圈繞線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了針對器件電流測量的方形PCB羅氏線圈（如圖5所示），實(shí)現(xiàn)臨近芯片電流造成的測量誤差小于1%；針對器件內(nèi)部多芯片并聯(lián)芯片結(jié)溫測量，提出了壓接型IGBT器件結(jié)溫分布測量的時(shí)序溫敏電參數(shù)法，通過各芯片柵極的時(shí)序單獨(dú)控制（如圖6所示），在各周期分別進(jìn)行單顆IGBT芯片結(jié)溫的測量，進(jìn)而等效獲得一個(gè)周期內(nèi)各IGBT芯片的結(jié)溫分布。在此基礎(chǔ)上，完成了集成于高壓大功率器件內(nèi)部的多芯片并聯(lián)電流測試PCB羅氏線圈以及時(shí)序溫敏電參數(shù)測量驅(qū)動板的設(shè)計(jì)（如圖7所示）。 5. 自主研制高壓大功率電力電子器件 面向電力系統(tǒng)用高壓大功率電力電子器件自主研制的需求，開展了芯片建模與篩選、芯片并聯(lián)電流均衡調(diào)控、封裝絕緣特性及電場建模以及器件多物理場調(diào)控等方面工作，相關(guān)成果支撐了國家電網(wǎng)公司全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司3.3kV/1500A、3.3kV/3000A以及4.5kV/3000A硅基IGBT器件的自主研制，并通過柔直換流閥用器件的應(yīng)用驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也支撐了世界首個(gè)18kV 壓接型SiC IGBT器件的自主研制。

本發(fā)明公開了一種在低信噪比情況下提取設(shè)備物理指紋特征的方法，接收機(jī)接收到低信噪比的信號后，在不破壞設(shè)備物理指紋的情況下進(jìn)行降噪處理，然后從降噪后的信號中提取設(shè)備的物理指紋特征，方法中涉及的信號需要包括重復(fù)序列，或重復(fù)發(fā)送的多幀信號內(nèi)有不變的部分，包括步驟：接收到低信噪比信號后，估計(jì)信號的頻率和相位，估計(jì)信號重復(fù)序列上調(diào)制的信息數(shù)據(jù)，獲得極性相同的多個(gè)重復(fù)序列，并將其對齊和疊加以提高信噪比；最后通過物理層指紋提取方法提取設(shè)備的物理指紋并用于設(shè)備身份識別。本發(fā)明可以在信噪比低的情況下有效地提取設(shè)備的物理層指紋特征，有效地解決了基于設(shè)備物理指紋的設(shè)備識別方法在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中必須面臨的低信噪比問題。

本發(fā)明提供了一種基于粒子群多物理場協(xié)同優(yōu)化的高效感應(yīng)電機(jī)輕量化方法,包括:根據(jù)高效感應(yīng)電機(jī)的主要尺寸、額定數(shù)據(jù)等參數(shù),給出高效感應(yīng)電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)總體目標(biāo)；對電機(jī)定轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇,確定電機(jī)的可行性方案集；選定高效感應(yīng)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)初步方案；采用智能算法對高效感應(yīng)電機(jī)進(jìn)行成本優(yōu)化,得到高效感應(yīng)電機(jī)的成本最優(yōu)；采用磁路法及電磁場有限元并行方式對高效感應(yīng)電機(jī)的工作特性和主要運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；采用有限元法對高效感應(yīng)電機(jī)的溫度場進(jìn)行校核；對優(yōu)化后電機(jī)的重量與電磁設(shè)計(jì)初步方案中計(jì)算出的重量相比較進(jìn)行計(jì)算。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高效感應(yīng)電機(jī)輕量化的目標(biāo),并采用多物理場對優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行校核,保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。