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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、微機電系統、可調微波器件等工程領域的應用潛力，一直以來得到了研究者的廣泛關注。為了實現強的磁電耦合，北京大學工學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型的磁電復合材料。 北京大學工學院實驗室通過激光處理壓磁材料FeBSi合金(Metglas)，提出了1-1型的磁電復合結構。實驗測試得出：1-1型磁電材料具有超高的磁電系數（超過7000 V/cm Oe），相比于現有結果提高了接近7倍。當被測磁場頻率為復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，這是塊體磁電復合材料領域的重要突破。該研究還發現，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點的交流損耗，從而提高1-1型磁電結構的機械品質因子。此外，1維（1D）的結構也有利于降低退磁因子，并增強磁通聚集效應。

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、微機電系統、可調微波器件等工程領域的應用潛力，一直以來得到了研究者的廣泛關注。為了實現強的磁電耦合，北京大學工學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型的磁電復合材料。北京大學工學院實驗室通過激光處理壓磁材料FeBSi 合金 (Metglas)，提出了1-1 型的磁電復合結構。實驗測試得出：1-1 型磁電材料具有超高的磁電系數（超過7000 V/cm Oe），相比于現有結果提高了接近7 倍。當被測磁場頻率為復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，這是塊體磁電復合材料領域的重要突破。該研究還發現，激光快速退火處理可以顯著降低壓磁材料在諧振頻率點的交流損耗，從而提高1-1 型磁電結構的機械品質因子。此外，1 維（1D）的結構也有利于降低退磁因子，并增強磁通聚集效應。應用范圍基于磁電耦合效應，該項研究課題組首次提出了磁電磁通門的結構設計，旨在對微弱直流磁場進行探測。這個磁電磁通門具有梭形結構，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有的結果提高了4-5 倍，為磁異常探測在導航、醫學診斷等領域的應用創造了可能。項目階段本課題組同內窺鏡團隊合作，發展了基于磁電耦合原理的磁電傳感器陣列和磁成像系統，研制了國內首臺磁電磁成像樣機。該樣機核心組成部分由56 路磁電傳感器、驅動電路、信號采集與處理、磁成像顯示等構成。該磁成像系統不僅能夠檢測磁性金屬物的存在，而且還能準確判斷其位置、姿態，定位偏差縱向在1.2cm 以內，橫向偏差在0.5cm 以內。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在安檢、醫學上人體內磁性藥囊實時監測方面具有較大應用價值。知識產權已申請相關專利。合作方式 技術轉讓、合作開發。

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

本發明公開了一種發電機定子單相接地故障的精確定位方法。 該方法包括步驟：根據定子繞組展開圖，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；進而利用發電機機端電壓和電流測 量值，實時計算當前工況下故障前三相定子繞組各匝線圈的感應電動 勢、定子繞組任一點到中性點的電壓相量；發生定子單相接地故障時， 基于所求得的中性點到故障點電壓相量值，根據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的精確位置。 

本發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、第一三維轉臺、第二三維轉臺、第一轉臺底座、第二轉臺底座、伺服電機、絲杠和導軌，導軌鋪設在底板平臺上，第一三維轉臺安設在第一轉臺底座上，第一轉臺底座固定在底板平臺的一端，第二三維轉臺安設在第二轉臺底座上，第二轉臺底座可以沿導軌做靠近或遠離第一轉臺底座的運動，兩個目標物體分別固定在第一三維轉臺和第二三維轉臺上。所述空間位置解算方法根據本發明裝置的機械結構特點，通過固定在夾具上兩物體間期望的空間位置姿態關系解算出裝置上每個運動部件的運動量。本發明能夠實現空間中兩個物體之間的復雜相對位置姿態的定位。

磁致伸縮導波單方向檢測方法，屬于無損檢測領域。該方法將兩激勵信號分別輸入兩激勵傳感器，在待測構件中激勵出單向傳播的導波，兩接收傳感器分別接收導波信號，選擇將其中一個接收傳感器接收的導波信號延時處理后與另一個接收傳感器接收的導波信號相減，最終得到與導波同向的檢測信號。本發明利用雙磁致伸縮激勵傳感器進行激勵，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，本發明利用雙磁致伸縮接收傳感器進行接收，接收到的兩個導波信號通過信號疊加處理能進一步提高信噪比，提高了缺陷的檢測精度。

本發明涉及無損檢測領域，并公開了一種磁約束脈沖渦流檢測 方法與裝置。其方法是在被測構件表面設置一個圓環形永磁體，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件表面的法 線重合；依次同軸設置接收線圈和激勵線圈在永磁體的內部；在激勵 線圈中加載直流電流，以產生穩恒的一次磁場；在關閉激勵線圈中的 直流電流的同時，測量接收線圈的感應電壓，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 轉換單元 和計算處理器，脈沖渦流傳感器中設置有圓環形永磁體。本發明利用 上下端面為磁極的圓環形永磁體，在被測構件中產生垂直于其表面的 偏置磁場，約束了被測構件中感應渦流的向外擴散，可有效提高檢測 靈敏度。 

隨著人工智能、大數據、物聯網、區塊鏈等新一代信息技術興起，數據量呈現爆炸式增長，傳統計算系統的算力難以滿足海量數據的計算需求。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性能的路徑正面臨技術極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計算新范式、存算一體新架構，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統，實現計算能力的飛躍。 目前被廣泛使用的經典馮·諾依曼計算架構下數據存儲與處理是分離的，存儲器與處理器之間通過數據總線進行數據傳輸，在面向大數據分析等應用場景中，這種計算架構已成為高性能低功耗計算系統的主要瓶頸之一：數據總線的有限帶寬嚴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重性能不匹配問題。憶阻器存算一體系統把傳統以計算為中心的架構轉變為以數據為中心的架構，其直接利用阻變器件進行數據存儲與處理，通過將器件組織成為交叉陣列形式，實現存算一體的矩陣向量乘計算。憶阻器存算一體系統可以避免數據在存儲和計算中反復搬移帶來的時間和能量開銷，消除了傳統計算系統中的“存儲墻”與“功耗墻”問題，可以高效、并行的完成基礎的矩陣向量乘計算，未來極有潛力成為支撐人工智能等新興應用的核心技術。 清華大學吳華強教授團隊實現了材料與器件、電路設計、架構和算法的軟硬件協同等多方面原始創新，解決了系統精度損失等被廣泛關注的難題： 材料與器件創新。科研團隊選擇了電學特性穩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，提出了引入熱增強層的新原理器件結構，成功抑制了憶阻器非理想特性的產生。 電路設計創新。開發了一套憶阻器與晶體管的混合電路設計方法，提出“差分電阻”設計思想，采取源線電流鏡限流設計，抑制了憶阻器電路中可能產生的各種計算誤差。 算法創新。提出了混合訓練算法，僅用小數據量訓練神經網絡并只更新最后一層網絡的權重，即可將存算一體硬件系統的計算精度達到與軟件理論值相同的水平。 “技術鏈”創新。從“單點技術突破”拓展到“技術鏈突破”，開發了針對憶阻器存算一體芯片的電子設計自動化（EDA）工具，打通了從電路模塊設計到系統綜合再到芯片驗證的設計全流程。 上述理論和方法發表于《自然》《自然·納米技術》《自然·通訊》等國際頂級期刊，以及被譽為“集成電路奧林匹克”的“國際固態電路大會”等頂級學術會議。研究成果被“國際半導體技術路線圖”和30多部綜述文章長篇幅引用。團隊已在該研究方向申請國內外專利72項，其中30項已獲得授權，知識產權完全自主可控。 團隊已研制出全球首款憶阻器存算一體芯片和系統，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備的算力。全系統的計算能效比當前主流的人工智能計算平臺——圖形處理器（GPU）高兩個數量級。團隊還設計了一款基于130nm工藝研制的完整憶阻器存算一體芯片，在MNIST數據集上計算速度已超過市面上28nm工藝的四核CPU產品近20倍，能效有近千倍的優勢。

項目成果/簡介:隨著人工智能、大數據、物聯網、區塊鏈等新一代信息技術興起，數據量呈現爆炸式增長，傳統計算系統的算力難以滿足海量數據的計算需求。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性能的路徑正面臨技術極限，通過引入憶阻器新器件、模擬計算新范式、存算一體新架構，將拓展出全新的高性能人工智能芯片與系統，實現計算能力的飛躍。

01項目背景 片上網絡將片上路由器按照一定的拓撲結構互連，從而構成一個片上微網絡結構。不同功能的IP核通過網絡接口NI接入到片上網絡中來，網絡接口對IP核發送的數據進行數據封裝，形成固定格式的分組。片上路由器根據分組的目的地址信息，將數據分組在網絡中正確的傳輸到目的IP核。片上網絡可以為系統中任意一對IP核之間實現透明的數據通信。互連網絡中的一些控制協議，例如流量控制機制、路由算法、任務調度機制、服務保障機制等，都可以應用到片上網絡中來，以提高系統的通信效率。由于片上網絡采用分組交換，IP核之間數據通信的基本數據單元是分組，不同的分組根據目的地址信息在網絡中獨立傳輸。片上網絡技術能夠有效的克服基于總線結構的片上系統在大規模集成下的瓶頸，在時延、吞吐、功耗、可擴展性和可靠性等方面體現出了巨大的優勢。多核，多片架構將成為芯片設計的發展趨勢。 處理器多芯片之間的通信已經成為制約系統性能的瓶頸，處理器之間進行數據交互的能力或將成為下一個集成電路發展的關鍵技術指標。針對不同應用場景和性能要求，根據各自的架構設計出更適合的高效而可靠的片間互連(NetworkonPackage，NoP)協議，將使得集群芯片的性能得到進一步優化。 02項目簡介 研究基于路由交換的異構計算系統算力擴展總體架構，包含異構計算資源節點之間、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構與互連拓撲，如圖3所示。 設計與物理層解耦的輕量級網絡架構，使之可以在不同的物理連接方式之上靈活的構建多種拓撲的網絡。針對機載計算任務的算力提升需求，研究異構計算節點的算力擴展問題，通過基于路由交換的、可擴展的互連構建異構計算系統，采用輕量化互連協議實現異構計算節點的低延時、高帶寬互連，驗證基于路由交換的異構計算系統對于特定應用的高速并行分布式處理效果。本系統的主體思想是將片上網絡（NetworkonChip，NoC）互連協議擴展到片間互連（NetworkonPackage，NoP），實現芯片內部計算資源到集群芯片的延伸。