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在過去的二十年里，磁電材料因其在磁傳感器、能量回收器、微機(jī)電系統(tǒng)、可調(diào)微波器件等工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，一直以來得到了研究者的廣泛關(guān)注。為了實現(xiàn)強(qiáng)的磁電耦合，北京大學(xué)工學(xué)院的研究者們利用不同的壓電和壓磁材料制備了諸如0-3型、3-1型、2-2型和2-1型的磁電復(fù)合材料。 北京大學(xué)工學(xué)院實驗室通過激光處理壓磁材料FeBSi合金(Metglas)，提出了1-1型的磁電復(fù)合結(jié)構(gòu)。實驗測試得出：1-1型磁電材料具有超高的磁電系數(shù)（超過7000 V/cm Oe），相比于現(xiàn)有結(jié)果提高了接近7倍。當(dāng)被測磁場頻率為復(fù)合材料的諧振頻率時，在室溫條件下測到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla的微弱磁場，這是塊體磁電復(fù)合材料領(lǐng)域的重要突破。該研究還發(fā)現(xiàn)，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點(diǎn)的交流損耗，從而提高1-1型磁電結(jié)構(gòu)的機(jī)械品質(zhì)因子。此外，1維（1D）的結(jié)構(gòu)也有利于降低退磁因子，并增強(qiáng)磁通聚集效應(yīng)。

項目簡介 在過去的二十年里，磁電材料因其在磁傳感器、能量回收器、微機(jī)電系統(tǒng)、可調(diào)微波器件等工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，一直以來得到了研究者的廣泛關(guān)注。為了實現(xiàn)強(qiáng)的磁電耦合，北京大學(xué)工學(xué)院的研究者們利用不同的壓電和壓磁材料制備了諸如0-3 型、3-1 型、2-2 型和2-1型的磁電復(fù)合材料。北京大學(xué)工學(xué)院實驗室通過激光處理壓磁材料FeBSi 合金 (Metglas)，提出了1-1 型的磁電復(fù)合結(jié)構(gòu)。實驗測試得出：1-1 型磁電材料具有超高的磁電系數(shù)（超過7000 V/cm Oe），相比于現(xiàn)有結(jié)果提高了接近7 倍。當(dāng)被測磁場頻率為復(fù)合材料的諧振頻率時，在室溫條件下測到了1.35×〖10〗^(-13)Tesla 的微弱磁場，這是塊體磁電復(fù)合材料領(lǐng)域的重要突破。該研究還發(fā)現(xiàn)，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點(diǎn)的交流損耗，從而提高1-1 型磁電結(jié)構(gòu)的機(jī)械品質(zhì)因子。此外，1 維（1D）的結(jié)構(gòu)也有利于降低退磁因子，并增強(qiáng)磁通聚集效應(yīng)。應(yīng)用范圍基于磁電耦合效應(yīng)，該項研究課題組首次提出了磁電磁通門的結(jié)構(gòu)設(shè)計，旨在對微弱直流磁場進(jìn)行探測。這個磁電磁通門具有梭形結(jié)構(gòu)，對于1nT 的直流磁場輸入，磁電磁通門輸出信號的相對變化相比現(xiàn)有的結(jié)果提高了4-5 倍，為磁異常探測在導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)造了可能。項目階段本課題組同內(nèi)窺鏡團(tuán)隊合作，發(fā)展了基于磁電耦合原理的磁電傳感器陣列和磁成像系統(tǒng)，研制了國內(nèi)首臺磁電磁成像樣機(jī)。該樣機(jī)核心組成部分由56 路磁電傳感器、驅(qū)動電路、信號采集與處理、磁成像顯示等構(gòu)成。該磁成像系統(tǒng)不僅能夠檢測磁性金屬物的存在，而且還能準(zhǔn)確判斷其位置、姿態(tài)，定位偏差縱向在1.2cm 以內(nèi)，橫向偏差在0.5cm 以內(nèi)。另外，通過對金屬棒掃描和采集信號的微分處理，還可以判斷金屬棒的長、徑比值。該項研究提出的磁成像系統(tǒng)在安檢、醫(yī)學(xué)上人體內(nèi)磁性藥囊實時監(jiān)測方面具有較大應(yīng)用價值。知識產(chǎn)權(quán)已申請相關(guān)專利。合作方式 技術(shù)轉(zhuǎn)讓、合作開發(fā)。

本發(fā)明公開了一種利用多系統(tǒng) GNSS 觀測值的高精度基線解算方法，首先通過對各 GNSS 系統(tǒng)各頻 率的偽距、載波相位觀測值在基線兩端測站間做差構(gòu)建站間單差觀測值，之后選擇某類觀測值的偽距硬 件延遲作為基準(zhǔn)以解決法方程秩虧問題，并根據(jù)各 GNSS 系統(tǒng)的性質(zhì)對浮點(diǎn)單差模糊度估值處理去除組 合 UPD 影響，恢復(fù)單差模糊度的整周特性，進(jìn)而實現(xiàn)基線高精度解算。本發(fā)明突破了現(xiàn)有多系統(tǒng) GNSS 基線解算方法存在的缺陷，具有理論嚴(yán)密、模型簡單、易于實現(xiàn)

本發(fā)明公開了一種發(fā)電機(jī)定子單相接地故障的精確定位方法。 該方法包括步驟：根據(jù)定子繞組展開圖，形成定子繞組各匝線圈歸一 到相電動勢的電勢相量分布特性；進(jìn)而利用發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓和電流測 量值，實時計算當(dāng)前工況下故障前三相定子繞組各匝線圈的感應(yīng)電動 勢、定子繞組任一點(diǎn)到中性點(diǎn)的電壓相量；發(fā)生定子單相接地故障時， 基于所求得的中性點(diǎn)到故障點(diǎn)電壓相量值，根據(jù)故障前的定子繞組各 匝線圈電壓相量分布特性，搜索確定接地故障點(diǎn)的精確位置。 

本發(fā)明公開了一種空間多自由度定位裝置及其空間位置解算方法。所述裝置包括底板平臺、第一三維轉(zhuǎn)臺、第二三維轉(zhuǎn)臺、第一轉(zhuǎn)臺底座、第二轉(zhuǎn)臺底座、伺服電機(jī)、絲杠和導(dǎo)軌，導(dǎo)軌鋪設(shè)在底板平臺上，第一三維轉(zhuǎn)臺安設(shè)在第一轉(zhuǎn)臺底座上，第一轉(zhuǎn)臺底座固定在底板平臺的一端，第二三維轉(zhuǎn)臺安設(shè)在第二轉(zhuǎn)臺底座上，第二轉(zhuǎn)臺底座可以沿導(dǎo)軌做靠近或遠(yuǎn)離第一轉(zhuǎn)臺底座的運(yùn)動，兩個目標(biāo)物體分別固定在第一三維轉(zhuǎn)臺和第二三維轉(zhuǎn)臺上。所述空間位置解算方法根據(jù)本發(fā)明裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過固定在夾具上兩物體間期望的空間位置姿態(tài)關(guān)系解算出裝置上每個運(yùn)動部件的運(yùn)動量。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)空間中兩個物體之間的復(fù)雜相對位置姿態(tài)的定位。

磁致伸縮導(dǎo)波單方向檢測方法，屬于無損檢測領(lǐng)域。該方法將兩激勵信號分別輸入兩激勵傳感器，在待測構(gòu)件中激勵出單向傳播的導(dǎo)波，兩接收傳感器分別接收導(dǎo)波信號，選擇將其中一個接收傳感器接收的導(dǎo)波信號延時處理后與另一個接收傳感器接收的導(dǎo)波信號相減，最終得到與導(dǎo)波同向的檢測信號。本發(fā)明利用雙磁致伸縮激勵傳感器進(jìn)行激勵，疊加后的激勵信號幅值加倍，從而提高了激勵能量，也提高了信噪比；同時，本發(fā)明利用雙磁致伸縮接收傳感器進(jìn)行接收，接收到的兩個導(dǎo)波信號通過信號疊加處理能進(jìn)一步提高信噪比，提高了缺陷的檢測精度。

本發(fā)明涉及無損檢測領(lǐng)域，并公開了一種磁約束脈沖渦流檢測 方法與裝置。其方法是在被測構(gòu)件表面設(shè)置一個圓環(huán)形永磁體，其上 下端面為磁極且極性相反，并使永磁體的中心線與被測構(gòu)件表面的法 線重合；依次同軸設(shè)置接收線圈和激勵線圈在永磁體的內(nèi)部；在激勵 線圈中加載直流電流，以產(chǎn)生穩(wěn)恒的一次磁場；在關(guān)閉激勵線圈中的 直流電流的同時，測量接收線圈的感應(yīng)電壓，得到檢測信號。其裝置 包括脈沖渦流傳感器、激勵控制單元、信號處理單元、A/D 轉(zhuǎn)換單元 和計算處理器，脈沖渦流傳感器中設(shè)置有圓環(huán)形永磁體。本發(fā)明利用 上下端面為磁極的圓環(huán)形永磁體，在被測構(gòu)件中產(chǎn)生垂直于其表面的 偏置磁場，約束了被測構(gòu)件中感應(yīng)渦流的向外擴(kuò)散，可有效提高檢測 靈敏度。 

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長，傳統(tǒng)計算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計算需求。與此同時，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實現(xiàn)計算能力的飛躍。 目前被廣泛使用的經(jīng)典馮·諾依曼計算架構(gòu)下數(shù)據(jù)存儲與處理是分離的，存儲器與處理器之間通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在面向大數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用場景中，這種計算架構(gòu)已成為高性能低功耗計算系統(tǒng)的主要瓶頸之一：數(shù)據(jù)總線的有限帶寬嚴(yán)重制約了處理器的性能與效率，且存儲器與處理器之間存在嚴(yán)重性能不匹配問題。憶阻器存算一體系統(tǒng)把傳統(tǒng)以計算為中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為中心的架構(gòu)，其直接利用阻變器件進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲與處理，通過將器件組織成為交叉陣列形式，實現(xiàn)存算一體的矩陣向量乘計算。憶阻器存算一體系統(tǒng)可以避免數(shù)據(jù)在存儲和計算中反復(fù)搬移帶來的時間和能量開銷，消除了傳統(tǒng)計算系統(tǒng)中的“存儲墻”與“功耗墻”問題，可以高效、并行的完成基礎(chǔ)的矩陣向量乘計算，未來極有潛力成為支撐人工智能等新興應(yīng)用的核心技術(shù)。 清華大學(xué)吳華強(qiáng)教授團(tuán)隊實現(xiàn)了材料與器件、電路設(shè)計、架構(gòu)和算法的軟硬件協(xié)同等多方面原始創(chuàng)新，解決了系統(tǒng)精度損失等被廣泛關(guān)注的難題： 材料與器件創(chuàng)新。科研團(tuán)隊選擇了電學(xué)特性穩(wěn)定的二氧化鉿作為憶阻層核心材料，提出了通過插入少量氧化鋁層來固定離子分布、抑制晶粒間界形成的新理論，提出了引入熱增強(qiáng)層的新原理器件結(jié)構(gòu)，成功抑制了憶阻器非理想特性的產(chǎn)生。 電路設(shè)計創(chuàng)新。開發(fā)了一套憶阻器與晶體管的混合電路設(shè)計方法，提出“差分電阻”設(shè)計思想，采取源線電流鏡限流設(shè)計，抑制了憶阻器電路中可能產(chǎn)生的各種計算誤差。 算法創(chuàng)新。提出了混合訓(xùn)練算法，僅用小數(shù)據(jù)量訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并只更新最后一層網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重，即可將存算一體硬件系統(tǒng)的計算精度達(dá)到與軟件理論值相同的水平。 “技術(shù)鏈”創(chuàng)新。從“單點(diǎn)技術(shù)突破”拓展到“技術(shù)鏈突破”，開發(fā)了針對憶阻器存算一體芯片的電子設(shè)計自動化（EDA）工具，打通了從電路模塊設(shè)計到系統(tǒng)綜合再到芯片驗證的設(shè)計全流程。 上述理論和方法發(fā)表于《自然》《自然·納米技術(shù)》《自然·通訊》等國際頂級期刊，以及被譽(yù)為“集成電路奧林匹克”的“國際固態(tài)電路大會”等頂級學(xué)術(shù)會議。研究成果被“國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖”和30多部綜述文章長篇幅引用。團(tuán)隊已在該研究方向申請國內(nèi)外專利72項，其中30項已獲得授權(quán)，知識產(chǎn)權(quán)完全自主可控。 團(tuán)隊已研制出全球首款憶阻器存算一體芯片和系統(tǒng)，集成了8個憶阻器陣列和完整的外圍控制電路，以更小的功耗和更低的硬件成本大幅提升了計算設(shè)備的算力。全系統(tǒng)的計算能效比當(dāng)前主流的人工智能計算平臺——圖形處理器（GPU）高兩個數(shù)量級。團(tuán)隊還設(shè)計了一款基于130nm工藝研制的完整憶阻器存算一體芯片，在MNIST數(shù)據(jù)集上計算速度已超過市面上28nm工藝的四核CPU產(chǎn)品近20倍，能效有近千倍的優(yōu)勢。

項目成果/簡介:隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)興起，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長，傳統(tǒng)計算系統(tǒng)的算力難以滿足海量數(shù)據(jù)的計算需求。與此同時，摩爾定律逐漸放緩，單純依靠提高集成度、縮小晶體管尺寸來提升芯片及系統(tǒng)性能的路徑正面臨技術(shù)極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計算新范式、存算一體新架構(gòu)，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統(tǒng)，實現(xiàn)計算能力的飛躍。

01項目背景 片上網(wǎng)絡(luò)將片上路由器按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)互連，從而構(gòu)成一個片上微網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。不同功能的IP核通過網(wǎng)絡(luò)接口NI接入到片上網(wǎng)絡(luò)中來，網(wǎng)絡(luò)接口對IP核發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，形成固定格式的分組。片上路由器根據(jù)分組的目的地址信息，將數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中正確的傳輸?shù)侥康腎P核。片上網(wǎng)絡(luò)可以為系統(tǒng)中任意一對IP核之間實現(xiàn)透明的數(shù)據(jù)通信。互連網(wǎng)絡(luò)中的一些控制協(xié)議，例如流量控制機(jī)制、路由算法、任務(wù)調(diào)度機(jī)制、服務(wù)保障機(jī)制等，都可以應(yīng)用到片上網(wǎng)絡(luò)中來，以提高系統(tǒng)的通信效率。由于片上網(wǎng)絡(luò)采用分組交換，IP核之間數(shù)據(jù)通信的基本數(shù)據(jù)單元是分組，不同的分組根據(jù)目的地址信息在網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立傳輸。片上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效的克服基于總線結(jié)構(gòu)的片上系統(tǒng)在大規(guī)模集成下的瓶頸，在時延、吞吐、功耗、可擴(kuò)展性和可靠性等方面體現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。多核，多片架構(gòu)將成為芯片設(shè)計的發(fā)展趨勢。 處理器多芯片之間的通信已經(jīng)成為制約系統(tǒng)性能的瓶頸，處理器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的能力或?qū)⒊蔀橄乱粋€集成電路發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。針對不同應(yīng)用場景和性能要求，根據(jù)各自的架構(gòu)設(shè)計出更適合的高效而可靠的片間互連(NetworkonPackage，NoP)協(xié)議，將使得集群芯片的性能得到進(jìn)一步優(yōu)化。 02項目簡介 研究基于路由交換的異構(gòu)計算系統(tǒng)算力擴(kuò)展總體架構(gòu)，包含異構(gòu)計算資源節(jié)點(diǎn)之間、片上交換路由與片上處理資源之間、片上處理資源與外部接口之間的互連結(jié)構(gòu)與互連拓?fù)洌鐖D3所示。 設(shè)計與物理層解耦的輕量級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使之可以在不同的物理連接方式之上靈活的構(gòu)建多種拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)。針對機(jī)載計算任務(wù)的算力提升需求，研究異構(gòu)計算節(jié)點(diǎn)的算力擴(kuò)展問題，通過基于路由交換的、可擴(kuò)展的互連構(gòu)建異構(gòu)計算系統(tǒng)，采用輕量化互連協(xié)議實現(xiàn)異構(gòu)計算節(jié)點(diǎn)的低延時、高帶寬互連，驗證基于路由交換的異構(gòu)計算系統(tǒng)對于特定應(yīng)用的高速并行分布式處理效果。本系統(tǒng)的主體思想是將片上網(wǎng)絡(luò)（NetworkonChip，NoC）互連協(xié)議擴(kuò)展到片間互連（NetworkonPackage，NoP），實現(xiàn)芯片內(nèi)部計算資源到集群芯片的延伸。