传统光纤器件性能单一受限，体积较大。团队在本应用领域主要研究选择合适的纳米材料和微纳加工技术，在光纤上实现尺寸的最小化和功能的集成化，为极端环境的传感应用提供可能的解决方案。可以应用于1.最小化光纤探头2.光纤远程照明、传像、传能3.柔性可穿戴光纤健康监测4.结构健康检测5.自动光学视觉微观信息检测系统

硅芯片是当代信息技术的核心，当前正向“深度摩尔”（More Moore）和“超越摩尔”（More than Moore）两个方向发展。物联网（IoT）应用是“超越摩尔”技术路线中相当重要的一环，需要数量巨大的集成电路芯片来分析处理来自外部传感器件的海量信号。目前，大多数传感信号采集器件和信号处理单元均为分离设计，将在整体上产生更大功耗并占据更大的空间。由此，复旦大学材料科学系教授梅永丰课题组提出了将信号检测和分析功能集成于同一个芯片器件中的全新概念。作为演示，研究团队将单晶硅薄膜柔性光电晶体管与智能薄膜材料相结合和组装，构造了对不同环境变量进行检测和分析的柔性硅芯片传感器及其系统。这一思路不仅具有优异的可扩展性，还可与当前集成电路先进制造工艺相兼容。5月2日，相关研究结果以《面向智能数字灰尘的硅纳米薄膜光电晶体管多功能集成传感器研究》（“Silicon Nanomembrane Phototransistor Flipped with Multifunctional Sensors towards Smart Digital Dust”）为题发表在《科学进展》（Science Advances）上。研究团队从器件的传感机理入手，利用柔性薄膜组装集成芯片传感器，实现了多种环境参数探测功能的集成。图1：(A) 器件主要功能层示意图；(B) 贴附于曲面上的柔性传感器件阵列；(C) 智能传感器件功能区的光学显微照片；(D)用于湿度传感的集成系统构造图；(E) 氢气通入前后参比器件与检测器件的电流变化，红色为参比电流，蓝色为检测电流。智能材料在环境刺激中可以发生折射率、颜色、晶体结构等方面的光学性质变化，但一般需要光谱设备或比色卡才能进行比对。而翻转的硅薄膜光电晶体管由于没有栅极金属阻挡功能区域的光信号吸收，可以更容易获得高灵敏的传感特性。利用这一点，研究团队将多种智能薄膜材料贴合在器件功能区，智能材料内部物理性质变化引起了微小光学性能改变，从而表现在输出的光电流上，因此可以在同一个芯片上实现对多种不同信号的同时检测。图1A展示了传感器件典型的功能层结构，顶层的智能薄膜材料对环境刺激发生响应，进而改变下方硅单晶薄膜光电晶体管的输出信号。具有2微米厚的热氧化二氧化硅层则作为光电晶体管的封装，对下方器件进行保护。硅薄膜光电晶体管完全由晶圆级先进集成电路工艺方法制备而成，结合了传统硅基光电子器件的高性能和硅纳米薄膜超薄厚度下的优良柔性。图1B是贴附于半径仅为2毫米直径玻璃管上的柔性器件阵列，表现出良好的弯曲性能。图1C是单个器件功能区域的特写，在蓝色虚框部分集成不同智能材料即可实现对不同环境信号的检测。图1D是具有完备传感与数据处理功能的柔性系统合成图，包括传感与参比器件、逻辑与存储单元、信号放大器和电源。研究团队利用该系统实现了对环境中湿度的实时、快速检测，演示的信号为依次减小的三个湿度脉冲。整个过程中直接对环境变化做出响应的信号，即参比器件与传感器件输出电流随时间的变化如图1E中所示。当环境发生变化（如图所示通入氢气），传感器件的输出电流大幅增加，而参比电流保持平稳，再利用差分电路处理，即可给出所检测的环境参数的值。研究团队开发了将智能材料与光电传感结合的新颖传感机制，并将传感模块与后续信号处理等模块集成在一起，展示了其在气体浓度、湿度、温度等多种环境参数检测方面的能力，已经初步具备了未来的“智能数字灰尘”的雏形。该策略也可以应用于其他的数字传感系统，在后摩尔时代中将具有巨大的应用潜力。论文主要由李恭谨博士，博士研究生马喆和尤淳瑜合作完成，并获得韩国延世大学Taeyoon Lee教授和中科院微系统所狄增峰研究员的合作支持。该工作得到国家自然科学基金委、上海市科委、复旦大学和专用集成电路与系统国家重点实验室等大力支持。

本发明公开了一种永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统及控制方法，解决了永磁同步电机采用传统矢量控制或直接转矩控制分别带来的转矩响应较慢和转矩纹波较大的问题。本发明方法根据永磁同步电机电压、电流、磁链、电磁转矩的关系，在离散状态下利用数值积分原理构造了一种状态观测器，同时引入ＰＩ调节器消除观测误差，实现了对下一控制周期系统状态的准确预测，基于该观测器建立永磁同步电机无差拍直接转矩控制系统，在保持转矩响应快的同时减小了转矩纹波，提高了永磁同步电机运行性能。

本发明公开了一种定子永磁型记忆电机磁化状态选择与弱磁控制协同控制方法，通过在不同永磁磁化状态下结合弱磁控制方法拓展定子永磁型记忆电机的恒功率工作范围。该方法在不同的转速区间采取不同的电流分配策略，优化了电机的控制性能。与采用ｉｄ＝０的分段永磁磁通控制方法相比，该方法提高了电机在不同转速区的转矩输出能力。同时，在恒定的负载转矩下，该方法提高了定子永磁型记忆电机在不同转速区间的效率。

该成果是将新能源并网发电逆变器装置的特性控制成虚拟同步发电机的特性。这样逆变器组成微网或者并网运行时，可以充分借鉴传统电网管理的思路，实现新能源的友好并网。 这项技术被视作实现下一代全自主智能电网的可行技术而在IEEE Smart Grid刊出。 主要功能和应用领域 主要功能是将逆变器的输出特性，主要是电压、电流与功率之间的关系，符合同步发电机的特性。主要应用在以逆变器为接口设备的新能源并网发电领域。 特色及先进性 和现有的虚拟同步发电机模拟策略不同，该类控制器可以实现完全模拟同步发电机的运行特性。理论研究表明，可以做到动态过程中，和真正的同步发电机特性保持一致。这种特性有助于实现全自主组网运行。 技术指标 达到常规逆变器技术水平，也可以专门定制。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果 该技术主要可以用于全自主运行的微电网或者分布式发电领域。

该成果是将新能源并网发电逆变器装置的特性控制成虚拟同步发电机的特性。这样逆变器组成微网或者并网运行时，可以充分借鉴传统电网管理的思路，实现新能源的友好并网。 这项技术被视作实现下一代全自主智能电网的可行技术而在IEEE Smart Grid刊出。

无刷直流电机以电子换向取代机械换向，无机械摩擦、无磨损、无电火花，免维护且具备更好的密封性。无刷直流电动机的永磁体，多采用高磁能积的稀土钕铁硼材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机小。 本项目基于无刷直流电机专用控制芯片MC33035、转速闭环控制芯片MC33039、功率逆变器集成电路MPM3003自主开发了无刷直流电机驱动技术，并根据道闸闸杆的控制要求，以单片机为控制器，开发了基于无刷直流电机道闸控制系统。基于无刷直流电机道闸具有高效率、高可靠免维护的技术优势。

成果简介： 该成果是将新能源并网发电逆变器装置的特性控制成虚拟同步发电机的特性。这样逆变器组成微网或者并网运行时，可以充分借鉴传统电网管理的思路，实现新能源的友好并网。 这项技术被视作实现下一代全自主智能电网的可行技术而在IEEE Smart Grid刊出。 主要功能和应用领域 主要功能是将逆变器的输出特性，主要是电压、电流与功率之间的关系，符合同步发电机的特性。主要应用在以逆变器为接口设备的新能源并网发电领域。 特色及先进性 和现有的虚拟同步发电机模拟策略不同，该类控制器可以实现完全模拟同步发电机的运行特性。理论研究表明，可以做到动态过程中，和真正的同步发电机特性保持一致。这种特性有助于实现全自主组网运行。 技术指标 达到常规逆变器技术水平，也可以专门定制。 能为产业解决的关键问题和实施后可取得的效果 该技术主要可以用于全自主运行的微电网或者分布式发电领域。

本发明公开了一种直线感应电机效率优化控制方法。采用校正 系数来修正直线感应电机的纵向边端效应、横向边缘效应和初级端部 半填充槽对电机特性的影响，完整地分析了初级漏感、次级漏感对电 机输出功率和损耗的影响，建立了包含初、次级铜耗，励磁电感引起 的铁耗以及初、次级漏感引起的铁耗在内的动态损耗函数。采用此种 控制策略，使直线感应电机的效率显著提升，在不同运行条件下都能 达到或接近额定运行工况下的效率。