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新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动,能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务,在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而,此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题,尤其当重量小于10克时,其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机,而电磁电机在微型化后转速高、发热大,能量转化效率急剧下降,甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后,如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源,受限于太阳能电池的面积,很难满足飞行需求。 为了解决上述难题,北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破,提出一种新的静电驱动方案,研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机,并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行,在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。 该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成,具备低功耗(0.568瓦)和高升力(30.7克每瓦)优势,首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。 静电发动机的核心是静电电机,它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机,具备结构简单和无需绕组的优势,其高电压(千伏级)、低电流(微安级)的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机,静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性,在小质量(5克以内)情况下,其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上,产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内,因此即便采用小尺寸太阳能电池,也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。 电机虽然效率高、功耗低,但仍需要千伏级高压电流来驱动,然而传统高压电源由于体积和重量过大,无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景,研制了千伏级超轻质高压电源,主要包括太阳能电池和升压电路两部分,其中升压电路可以在1.21克的重量下,将太阳能(或锂电池)输入的低压直流电,转换为4 - 9千伏的高压直流电,相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。 在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下,本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小(翼展20厘米),重量比一张A4纸还轻(4.21克),尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步,团队还提出一款翼展8毫米,质量9毫克的超微型静电飞行器,飞行功耗不到1毫瓦,展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学 2024-07-19
一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法
本发明提供了一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法,构造加速度频响矩阵,并获得前m阶模态频率,从结构第一个节点开始添加刚度摄动项,将加速度频响矩阵代入矩阵修正公式获得摄动后的加速度频响矩阵,辨识结构的频率,获得结构模态频率对刚度的灵敏度,按照节点顺序改变刚度摄动点位置获得对应的灵敏度,从而获得整个结构模态频率对刚度的灵敏度。本发明当结构的刚度发生摄动时,利用矩阵变换公式无需进行有限元再次计算,只需要初始的加速度频响信息进行数值计算即可获得摄动后的加速度频响函数,简化计算效率,无需再进行有限元计算,更加方便,实现了基于加速度频响函数对刚度的灵敏度快速计算方法,具有实际工程意义。
东南大学 2021-04-11
用于互联网中加速经验知识积累的信息采集方法及系统
本发明提供一种用于互联网中加速经验知识积累的信息采集方法及系统,包括用户初次访问网站时, 服务器收到查询问题后,生成查询结果,生成一个 cookie 项并连同查询结果一起返回给客户端,并发送 是否接受回访请求给客户端;所述 cookie 包括网址、用户标识、存活时间和问题标识;服务器在收到用 户接受回访请求的标识后在本地的 cookie 数据库保存该 cookie 项,并添加其他数据项;所述其他数据 项包括,用户输入的查询问题,服务器回访日期范围,根据用户输入的查询问题生成的回访问卷。用户 再次访问网站时,如果当前日期在用户标识对应项的服务器回访日期范围内,通过浏览器采集用户对已 有答案及回访问卷的回复。
武汉大学 2021-04-13
一种加速纠删码编解码过程的通用矩阵优化方法
本发明公开了一种加速纠删码编解码过程的通用矩阵优化方法, 包括:在编解码时,通过把校验矩阵分解为多个相互独立的子矩阵和 一个剩余的子矩阵,使得编解码的计算能够被部分并行执行,除此以 外,还通过调整矩阵运算的顺序,降低了在编解码过程中涉及数据块 运算的次数,从而降低了计算的时间花销。本发明方法提升纠删码编 解码过程的性能,尤其是在多核处理器上运行时的性能。使用本发明 实现的编解码过程可以利用编码的潜在并行能力,充分发挥
华中科技大学 2021-04-14
微小型器件及微系统高加速度实验与标定技术(技术)
成果简介:利用高速旋转的转子产生的高离心力对在高承载环境下使用的器件进行加载试验,采用成熟试验技术方法和检测手段,实现对微小型机械结构件和电子器件、加速度传感器在高承载环境下的高载荷试验和标定。该设备最高加速度实验值:8万g,最高加速度标定值:1万g,实验对象最大回转半径:50mm,加速度实验精度:3%,标定精度:6%,实验对象尺寸:实验件最大尺寸长度≤18mm,实验件三维尺寸处于直径D=18,高度H=15的圆柱体范围里。适合钢、铝及铜质等各种材质加工的,在高承载环境下工作的机械结构件、电子元器件
北京理工大学 2021-04-14
一种基于 AXI4 总线的 FCoE 协议加速引擎 IP 核
本发明公开了一种基于 AXI4 总线的 FCoE 协议加速引擎 IP 核, 包括发送模块和接收模块,其中发送模块包括发送帧封装单元、发送 描述符与寄存器管理单元、发送帧 FIFO 单元、发送队列选择单元、发 送 buffer 单元和发送 AXI4 总线单元;接收模块包括接收 FCoE 帧解封 装单元、接收描述符与寄存器管理单元、接收帧 FIFO 单元、接收队列 选择单元、接收 buffer 单元和接收 AXI4 总线单元。该 IP
华中科技大学 2021-04-14
利用级联加速新机制打破飞秒激光驱动碳离子能量记录
北京大学物理学院颜学庆教授/马文君研究员团队近期在激光加速重离子领域获得重要进展。他们利用人工设计的双层纳米靶材,获得了能量高达580兆电子伏特(MeV)的碳离子,将飞秒激光加速重离子能量记录提高了两倍。相关结果以” Laser Acceleration of Highly Energetic Carbon Ions Using a Double-Layer Target Composed of Slightly Underdense Plasma and Ultrathin Foil”为题发表在物理评论快报上(Physical Review Letters 122,014803 (2019))。 高能重离子在肿瘤治疗、生物辐照、核物理与核能等领域有着广泛的用途。利用超强飞秒脉冲激光加速重离子一直是激光加速领域的难点。之前的大量实验研究中,通常只能获得最高能量为几兆电子伏特每核子(MeV/u)的重离子。而在相同条件下,质子可被加速至近百兆电子伏特,远高于重离子。这是因为,要有效加速重离子,需要将其在加速初始阶段就电离到高电荷态注入到加速场中,并且保持足够长的加速时间。一般情况下,这两点很难同时实现。马文君研究员团队在前期工作的基础上(PRL 115, 064801 (2015),PRL 113, 235002 (2014), Adv Mater 21(5),603 (2009), Nano Lett 7(8), 2307(2007)),设计并制备出了一种由超薄超低密度碳纳米管泡沫与类金刚石纳米薄膜组成的双层复合靶材,成功地同时实现了这两个条件。复合靶材在超强飞秒脉冲激光作用下,位于类金刚石纳米薄膜中的碳离子,先后经历了光压电离注入与长达数百飞秒的鞘场加速两个过程,最终速度达到了光速的30%。这是首次利用超短脉冲在实验中实现了重离子的级联加速。图:本研究结果()与已有重离子加速实验结果汇总。 他们的理论与数值模拟工作表明,这种高效的加速方案也适用于金、钍、铀等重离子。在现有激光条件下,可产生能量为数十兆电子伏特每核子、密度为传统束流10^9倍的高能高密度重离子束流。这种高能高密度重离子束团将为超重元素合成、短寿命核素加速、温稠密物质等温加热等重要物理难题的解决提供新的方案。,将为科学前沿领域及新兴交叉学科的迅猛发展带来新的机遇。 马文君研究员为论文第一作者与通讯作者。颜学庆教授与韩国基础科学研究所的Nam,Chang Hee教授为共同通讯作者。论文主要作者还包括陈佳洱院士、贺贤土院士、M. Zepf教授, J. Schreiber教授, Kim, I Jong教授、林晨研究员、卢海洋研究员和余金清博士等。该项目得到国家重大科技基础设施培育项目(2017ZF22)、科技部重大仪器专项、自然科学基金重点项目、核物理与核技术国家重点实验室和北京市卓越青年科学家等项目的支持。 相关文章链接如下:Phys. Rev. Lett. 122, 014803 (2019)https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.014803Phys. Rev. Lett. 115, 064801 (2015)https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.064801
北京大学 2021-04-11
一种基于 AXI4 总线架构的 FCoE 协议加速引擎 IP 核
本发明公开了一种基于 AXI4 总线架构的 FCoE 协议加速引擎 IP 核,属于以太网光纤通道领域,应用于 FCoE 融合网络适配器中。本 发明包括发送模块、接收模块和控制模块。本发明建立在 AXI4 总线 架构基础之上,利用 AXI4-Lite 总线对本发明 IP 核配置寄存器,利用 AXI4 总线进行发送/接收描述符的读写,利用 AXI4-Stream 高速通道 传送发送/接收的数据。本发明可以由 FCoE 融合网络适配器
华中科技大学 2021-04-14
一种流水线架构的零知识证明隐私计算专用加速芯片
1. 痛点问题 数据是数字经济时代的核心生产要素,但数据在自由流通或共享中才能产生更大价值。数据的隐私计算对保护数据安全,实现数据共享与协作应用,破除数据孤岛,提供合法合规的监管抓手,最大化释放数据价值有重大的现实价值。 零知识证明、安全多方计算、差分隐私、同态加密等现代密码学算法具有坚实完善的理论基础,可以提供最为可靠的数据保护方式。例如,零知识证明算法已经在学术界和工业界受到了广泛关注,应用于可信计算、区块链扩容、匿名货币等多种场景。然而,受制于算法的复杂度和硬件的计算能力,现有零知识证明等隐私计算性能仍比明文计算慢两到三个数量级,难以有效实现产业化。 2. 解决方案 本成果提出了一种高效的流水线芯片架构,显著提升了以零知识证明为核心的多种隐私计算和区块链应用中的数据处理性能和效率。本成果以算法为核心、以数据流为参考、以芯片实现为目的,通过全流水设计,优化芯片性能、面积和功耗,多维度解决隐私计算的算力不足问题,致力于成为新基建“数据价值互联网”的基础设施。 本成果所提出的芯片架构包含两个子系统。第一个子系统主要处理有限域上的高次多项式计算。通过利用傅里叶变换分解庞大的计算任务,同时对底层模块进行定制化流水线设计,并利用数据分片、片上转置等技术优化对数据流的控制。第二个子系统主要处理椭圆曲线上的大规模模幂运算。采用计算复杂度最优的Pippenger算法与定制化的数据流和底层流水线控制,并结合实际场景下的系数分布规律采用简单高效的任务分配机制,用最小的控制逻辑实现负载均衡。
清华大学 2021-09-15
基于谐振频率的硅微谐振式加速度计在线温度补偿方法
本发明公开了一种基于谐振频率的硅微谐振式加速度计在线温度补偿方法,在零加速度情况下标定出两谐振梁谐振频率平方和与其谐振频率差的单调变化关系曲线,然后在输入加速度情况下对两谐振梁谐振频率和谐振频率差进行测量,结合先前获得的关系曲线将温度引起的谐振频率差从测量得到的谐振频率差中减去,完成温度补偿工作。本发明提供的硅微谐振式加速度计温度补偿方法,克服了传统直接温度补偿方法中温度场分布的不确定性和热传导延迟给补偿结果带来较大偏差的缺陷,能够实现实时的、高精度的温度补偿。本发明方法的温度补偿成本低,该方案全部基于FPGA实现,不需要额外增加传感器和引入其它设备,仅利用已有电路器件即可实现。
东南大学 2021-04-11
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