本发明提供了一种基于粒子群多物理场协同优化的高效感应电机轻量化方法,包括:根据高效感应电机的主要尺寸、额定数据等参数,给出高效感应电机的电磁设计总体目标；对电机定转子拓扑结构进行选择,确定电机的可行性方案集；选定高效感应电机电磁设计初步方案；采用智能算法对高效感应电机进行成本优化,得到高效感应电机的成本最优；采用磁路法及电磁场有限元并行方式对高效感应电机的工作特性和主要运行数据进行计算；采用有限元法对高效感应电机的温度场进行校核；对优化后电机的重量与电磁设计初步方案中计算出的重量相比较进行计算。本发明实现了高效感应电机轻量化的目标,并采用多物理场对优化后的结果进行校核,保证计算结果的准确性。

超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 超声电机是一种新型的微电机，超声电机不同于传统的电磁电机：它没有磁场，不依靠电磁相互作用来转换能量，而是利用压电陶瓷逆效应和超声振动，将材料的微观变形通过机械共振放大和摩擦耦合转换成转子（旋转型）或滑块（直线型）的宏观运动。 本项目已获得2013年度国家技术发明奖二等奖，获授权国家专利31项，研制了15种直线电机及4种精密定位平台，实现了大行程（20-100毫米）、高位移分辨率（<50纳米）、高定位精度(0.36微米)、高加速度（5－10g），已达到国际同类产品的先进水平，部分指标超过国际同类产品的先进水平。 本团队的超声电机在月面上一直运行稳定，使我国成为了继美国之后的第二个将超声电机应用到外星球的国家，同时也是第一个将超声电机应用到月球上的国家。团队起草的“超声电机技术国家标准”已与2019年实施。 创新点及主要技术指标 1.结构简单、紧凑、转矩/重量比大（5-10倍）； 2.低速大转矩，可实现直接驱动（不需齿轮箱）； 3.响应快（毫秒级），控制性能好； 4.断电自锁（能获得较大的自锁力矩）； 5.不产生磁场，亦不受外界磁场干扰； 6.低噪声运行﹝＜45dB）； 7.可以在真空环境下工作（真空度可达10-6 Pa）； 8.形状可以多样化：圆形、方形、空心等等 9.应用温度区间扩大到-55°C至120°C 10.重量仅45g，是同类型电磁电机重量的十分之一。 三、知识产权及获奖 获国家技术发明二等奖等3项国家奖。 四、成果图片 图1 15种拥有自主知识产权的系列直线压电电机 图2 应用于嫦娥五号的超声电机 图3 旋转型超声电机实际应用

产品详细介绍北京慧摩森电子系统技术有限公司生产的SM系列无铁芯直线电机，是交流伺服电机，直接驱动，，无中间传动环节,推力特性平滑，无纹波推力和电磁吸力，运动质量轻，加速度大，高速度响应，定位精度高，运动刚度高，噪音低，效率高，模块化设计，行程可以任意延长，免维护。

产品详细介绍IGBT驱动模块   型号：SKHI22AH4 　　 特点： .半桥双IGBT驱动 .与SKHI 21兼容 .输入兼容COMS电平 .短路电流保护 .驱动高低边互锁 .使用变压器隔离 .低电压保护（13V） .故障输出 .开关时间1微秒 .可驱动MOSFET Vds(on) <10V 典型应用： .驱动MOSFET模块用于桥式电路，逆变器，UPS .直流总线电压最高1200V

系统非接触式实现变电站及所有设备的异常监测，包括全景视频、温度和局部放电。对GIS、变压器、电抗器、开关、电缆、CT、PT等一次设备各部件温度及各类绝缘缺陷，违规作业、异物入侵等实施直接监测或计算外推，并实时智能预警。系统由多物理量值守机器人、智能云APP和大数据后台组成，值守机器人集成局部放电、红外测温、视频图像及声音诊断等传感器，并具备初步的人工智能算法和设备异常诊断能力，后台包括设备管理和大数据评估功能模块，APP接收智能终端和后台信息，主要显示诊断结果、数据内容，并实现人机交互。通信方式有无线、有线两种。 局放传感模块、红外传感模块、视频模块、气体传感模块、声音模块、油色谱等不同功能模块可根据实际情况合理增减搭配使用。产品的集成度高，远距离非接触采集信息，高智能、高可靠、低成本。近5年来，使用该技术发现了48起变电站内潜在故障隐患，避免了多起停电事故。 本项目经过十余年的研发与产学研合作，对应了目前泛在电力物联网的总体思路和要求，具有多个电网公司的应用案例，取得了一系列国际上具有独创性的成果。 适用范围广  能在高温、低温、高湿等环境条件下可靠运行，防水防尘。 多物理量协同  集成局放、红外、视频、声音等传感器，同时监测变压器、敞开式开关、电抗器等变电站内一次设备的局放信号、红外热像、视频信息，实现多传感器的高效结合及协调诊断。 使用方便  配备智能云APP，实时接收现场值守机器人采集的数据，实现人机交互，能够早期发现缺陷，判断缺陷位置，提高现场人员的工作效率。 智能化程度高  监测的数据可以通过无线网络或有线数据同步传输，嵌入人工智能算法，提高了监测数据及时率、准确率及有效性。 安装方便  值守机器人体积小，重量轻，一键式安装。有线通信与无线通信系统自动切换，内部参数可以通过手机设置。 性价比高  采用低成本、高可靠技术路线，通过人工智能算法降低硬件的复杂性。 目前该系统已获得14项国内发明专利授权、3项PCT专利授权、8项实用新型专利、软件著作权登记3项。高电压技术、电力设备智能监测领域权威期刊上发表论文30篇。应用在国家电网、中国石化30多个变电站，有三百多套挂网运行。 不同场景的实物及应用照片，或原理图解 图1 长距离多参数智能传感器（视频、红外、局放、声音+人工智能边缘计算） 图2 短距离多参数智能传感器（视频、红外、局放、声音+人工智能边缘计算） 图3 用户报告 图4 变电站安装监测 图5 大数据后台应用

项目简介 皮肤组织是人体最大的器官。它主要负责人体内部与外部的隔离与沟通，起到保护体内环境、排汗和感受外部刺激的功能。由于直接接触紫外光、化学物质等，皮肤的病变机率非常大。皮肤病能给患者带来瘙痒、疼痛、及各种美容问题，严重影响患者的身心健康，甚至影响患者的生命。因此，皮肤病的早期、准确的诊断和治疗至关重要。应用范围北京大学工学院成功研发“共焦反射/ 荧光实时成像系统”，即用两路激光同时激发反射和荧光信号，可同时、同焦点得到对生物体形态学和生物化学的信息，实现皮肤影像学分析，结合光机电一体化系统，实现对皮肤组织的三维共焦功能成像。三维CT 系统样机项目阶段将两类信息同时得到的共焦成像系统设计方案为世界首创，将大大加强对皮肤黑色素瘤、白癜风、黄褐斑等皮肤疾病的早期诊断准确率。由于本检测在活体上无创进行，因此具有取样检测无可比拟的实时性、多次观察性，且可大大降低检测成本。目前，课题组已经完成产品样机研发。知识产权 已申请相关专利。合作方式 合作开发、技术转让、技术许可。

皮肤组织是人体最大的器官。它主要负责人体内部与外部的隔离与沟通，起到保护体内环境、排汗和感受外部刺激的功能。由于直接接触紫外光、化学物质等，皮肤的病变机率非常大。皮肤病能给患者带来瘙痒、疼痛、及各种美容问题，严重影响患者的身心健康，甚至影响患者的生命。因此，皮肤病的早期、准确的诊断和治疗至关重要。

项目成果/简介:系统非接触式实现变电站及所有设备的异常监测，包括全景视频、温度和局部放电。对GIS、变压器、电抗器、开关、电缆、CT、PT等一次设备各部件温度及各类绝缘缺陷，违规作业、异物入侵等实施直接监测或计算外推，并实时智能预警。系统由多物理量值守机器人、智能云APP和大数据后台组成，值守机器人集成局部放电、红外测温、视频图像及声音诊断等传感器，并具备初步的人工智能算法和设备异常诊断能力，后台包括设备管理和大数据评估功能模块，APP接收智能终端和后台信息，主要显示诊断结果、数据内容，并实现人机交互。通信方式有无线、有线两种。局放传感模块、红外传感模块、视频模块、气体传感模块、声音模块、油色谱等不同功能模块可根据实际情况合理增减搭配使用。产品的集成度高，远距离非接触采集信息，高智能、高可靠、低成本。近5年来，使用该技术发现了48起变电站内潜在故障隐患，避免了多起停电事故。本项目经过十余年的研发与产学研合作，对应了目前泛在电力物联网的总体思路和要求，具有多个电网公司的应用案例，取得了一系列国际上具有独创性的成果。适用范围广 能在高温、低温、高湿等环境条件下可靠运行，防水防尘。多物理量协同 集成局放、红外、视频、声音等传感器，同时监测变压器、敞开式开关、电抗器等变电站内一次设备的局放信号、红外热像、视频信息，实现多传感器的高效结合及协调诊断。使用方便 配备智能云APP，实时接收现场值守机器人采集的数据，实现人机交互，能够早期发现缺陷，判断缺陷位置，提高现场人员的工作效率。智能化程度高 监测的数据可以通过无线网络或有线数据同步传输，嵌入人工智能算法，提高了监测数据及时率、准确率及有效性。安装方便 值守机器人体积小，重量轻，一键式安装。有线通信与无线通信系统自动切换，内部参数可以通过手机设置。性价比高 采用低成本、高可靠技术路线，通过人工智能算法降低硬件的复杂性。目前该系统已获得14项国内发明专利授权、3项PCT专利授权、8项实用新型专利、软件著作权登记3项。高电压技术、电力设备智能监测领域权威期刊上发表论文30篇。应用在国家电网、中国石化30多个变电站，有三百多套挂网运行。不同场景的实物及应用照片，或原理图解图1 长距离多参数智能传感器（视频、红外、局放、声音+人工智能边缘计算）图2 短距离多参数智能传感器（视频、红外、局放、声音+人工智能边缘计算）图3 用户报告图4 变电站安装监测图5 大数据后台应用知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家自然科学基金、上海市创新专项等