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可重构卫星信息网络系统的研究与设计 被引量:1
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作者 乐浪 徐楠 +3 位作者 陈余军 陈晓 安卫钰 王依一 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第4期1174-1181,共8页
为解决可重构卫星在轨组装过程中信息系统重构的问题,提出一种可重构卫星信息网络系统,基于SpaceWire总线构架,设计可重构信息网络系统的路由器及基于Dijkstra算法的计算机节点寻径算法。当信息网络系统拓扑构架变化后,计算机系统可根... 为解决可重构卫星在轨组装过程中信息系统重构的问题,提出一种可重构卫星信息网络系统,基于SpaceWire总线构架,设计可重构信息网络系统的路由器及基于Dijkstra算法的计算机节点寻径算法。当信息网络系统拓扑构架变化后,计算机系统可根据新构架下各路由器反馈的链路信息配置各路由器的逻辑地址,实时更新各路由器的路由表内容,解决不同功能模块之间互相感知、动态互联的问题。该系统能够满足可重构卫星在轨模块组装与重构时,功能模块之间对接、扩展以及信息网络实时动态构建等要求。 展开更多
关键词 可重构卫星 拓扑构架 信息网络系统 组装与重构 动态互联 自由扩展 动态构建
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可重构智能超表面使能的协作无线携能同传-非正交多址接入系统安全传输方案 被引量:1
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作者 季薇 刘子卿 +3 位作者 李飞 李汀 梁彦 宋云超 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期305-314,共10页
可重构智能超表面(RIS)因能提供额外的无源波束增益被视为一项颇具前景的技术。考虑到未来大型物联网中不同用户服务需求的多样性及信息传输的安全性,该文面向协作无线携能同传-非正交多址接入(SWIPT-NOMA)系统,提出一种RIS使能的安全... 可重构智能超表面(RIS)因能提供额外的无源波束增益被视为一项颇具前景的技术。考虑到未来大型物联网中不同用户服务需求的多样性及信息传输的安全性,该文面向协作无线携能同传-非正交多址接入(SWIPT-NOMA)系统,提出一种RIS使能的安全传输方案。通过合理部署RIS的位置,将其同时作用于直接传输阶段和协作传输阶段。在满足非正交多址接入(NOMA)弱用户信息速率需求、NOMA强用户能量收集需求和基站最小发射功率的条件下,通过联合优化基站的有源波束成形、RIS的相移矩阵、强用户的功率分割系数等来最大化强用户的保密速率。为解决所提的多变量耦合的非凸优化问题,该文基于交替迭代优化算法,对基站的有源波束成形、直接传输阶段的RIS无源波束相移矩阵、协作传输阶段的RIS有源波束相移矩阵以及强用户的功率分割系数等进行了多次交替迭代优化,直至算法收敛。仿真结果验证了该文算法的收敛性,且与其它基准方案相比,所提方案可进一步提高强用户的保密速率。 展开更多
关键词 可重构智能超表面 无线携能同传 非正交多址接入 安全传输
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基于超启发式算法的可重构装配车间调度 被引量:1
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作者 张佳朋 庄存波 +4 位作者 刘检华 赵乐乐 李琳 裴凤雀 郭昊鑫 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第2期399-410,共12页
针对卫星、导弹等航天复杂产品装配车间的装配工位、装配工人、装配作业三者相互依赖与制约,给车间调度造成巨大障碍的问题,提出一种超启发式算法,创新地使用启发式拟合规则和迭代最优规则,实现了可重构装配车间调度研究。构建了考虑关... 针对卫星、导弹等航天复杂产品装配车间的装配工位、装配工人、装配作业三者相互依赖与制约,给车间调度造成巨大障碍的问题,提出一种超启发式算法,创新地使用启发式拟合规则和迭代最优规则,实现了可重构装配车间调度研究。构建了考虑关键能力制约的可重构装配车间模型,以及重构切换时间、常规/关键工艺需求、人员/工站修正系数等相关的关联模型;在最佳装配工人技能、数量及其比例确定的基础上,采用超启发式算法,通过进化算子迭代寻优启发规则,实现了一种考虑工位可重构、工人多技能、常规作业/键性作业等多层次的装配车间最佳调度方案。通过小规模和大规模用例仿真验证,以及某航天企业卫星装配车间的实例应用表明,与传统启发式算法对比,所提算法具有效性和高效性。 展开更多
关键词 可重构装配车间调度 超启发式算法 多技能 关键工艺
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仿变形虫可重构履带机器人设计与避障性能分析 被引量:1
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作者 张明路 刘宗厚 +3 位作者 王经天 高强 许志凡 曹刘猛 《工程设计学报》 北大核心 2025年第1期62-71,共10页
针对现有移动机器人在复杂狭窄环境下通过性和灵活性不足的问题,受变形虫重组变形机理的启发,提出了一种模块化可重构履带机器人。模拟变形虫胞质颗粒的刚柔转换特性,融合俯仰关节与偏航关节,设计了基于闩锁结构的可锁定履带模块。将多... 针对现有移动机器人在复杂狭窄环境下通过性和灵活性不足的问题,受变形虫重组变形机理的启发,提出了一种模块化可重构履带机器人。模拟变形虫胞质颗粒的刚柔转换特性,融合俯仰关节与偏航关节,设计了基于闩锁结构的可锁定履带模块。将多个履带模块串联组成闭环单链以构成机器人的外部结构,在内部柔性机体的驱动下,履带链能够实现连续滚动。通过机体头部逐个调整前端履带模块的偏航关节角并锁定,同时机体尾部对后端履带模块依次解锁,机器人可在前进过程中主动改变自身几何形态。随后,基于关节角描述的相邻履带模块之间的位置关系,获得机器人的形态矩阵,并通过对关节角序列的迭代分析建立了机器人的运动学模型。最后,通过仿真分析了机器人的形态变化范围,以准确评估其运动灵活性,并通过制作机器人样机和开展一系列测试实验来验证其运动性能。实验结果表明,机器人的最小转弯半径为17.7cm,可通过连续改变偏航方向来实现在狭小约束空间中的灵活避障;配合俯仰关节的被动适应,机器人可穿越各类崎岖地形,由此验证了机器人的灵活性和通过性。研究结果可为移动机器人的仿生结构设计提供新思路。 展开更多
关键词 仿变形虫机器人 可重构履带 运动学建模 形态分析 灵活避障
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频率与极化可重构的微流控天线
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作者 蒙列 万静 +3 位作者 王天泽 徐远 翟妍希 王正斌 《微波学报》 北大核心 2025年第5期66-75,共10页
本文提出一种频率与极化可重构的微流控天线,通过微流控驱动技术和液态金属实现重构。该天线具有两个可重构的频带,每个频带都可以实现线极化和圆极化的重构,并且还可以制成可重构的柔性天线,因而具有很强的灵活应用能力。该天线克服了... 本文提出一种频率与极化可重构的微流控天线,通过微流控驱动技术和液态金属实现重构。该天线具有两个可重构的频带,每个频带都可以实现线极化和圆极化的重构,并且还可以制成可重构的柔性天线,因而具有很强的灵活应用能力。该天线克服了常见的半导体可重构天线的非线性失真、短寿命、不支持高功率工作等缺点。本文制作了原型天线并作测量,实验结果与仿真结果吻合较好。研究结果表明:该天线比一般可重构天线具有更宽的工作频率带宽和优异的极化性能,同时低损耗、性能稳定。四种可重构模式的-10 dB阻抗带宽分别为20.53%(4.37 GHz~5.37 GHz)、38.69%(3.94 GHz~5.83 GHz)、33.37%(6.99 GHz~9.79 GHz)和49.65%(5.92 GHz~9.83 GHz)。两种圆极化的3 dB轴比带宽分别为0.89 GHz和0.91 GHz。 展开更多
关键词 天线 微流控技术 频率可重构 极化可重构
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基于可重构电路的串联电池动态分组主动均衡方法
6
作者 秦东晨 赵鸿飞 +3 位作者 武红霞 杨俊杰 陈江义 王婷婷 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第2期90-96,110,共8页
针对电池组中单体电池电量不一致问题,以串联电池组为研究对象,对电池主动均衡控制技术进行研究,研究内容包括均衡拓扑的改进和均衡控制策略的设计。首先,提出了一种新型均衡拓扑结构并对其进行验证;其次,建立均衡电路的数学模型,分析... 针对电池组中单体电池电量不一致问题,以串联电池组为研究对象,对电池主动均衡控制技术进行研究,研究内容包括均衡拓扑的改进和均衡控制策略的设计。首先,提出了一种新型均衡拓扑结构并对其进行验证;其次,建立均衡电路的数学模型,分析均衡过程中电压差和开关频率对均衡性能的影响,并根据电压差分析结果设计了基于可变占空比的多对多均衡控制策略,以提高电池组均衡速度和均衡一致性;最后,在MATLABR2021b/Simulink中进行均衡拓扑与均衡算法的联合仿真。结果表明:与固定分组均衡控制策略相比,所提均衡拓扑和控制策略能够提高电池组均衡速度和均衡一致性,均衡时间减少了29.71%,电池荷电状态(SOC)方差降低了16.13%,均衡过程中能量转移次数减少了52.5%。 展开更多
关键词 锂离子电池 主动均衡 可重构电路 动态分组 均衡拓朴
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基于图计算的可重构电池网络能效提升与热安全管控
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作者 党建 罗永春 +2 位作者 张旭 肖逗 贾嵘 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第1期82-89,共8页
可重构电池系统凭借其能量信息耦合优势成为解决电化学储能“木桶效应”的一个有效手段。但其可用路径规划量会随着电池数目的增多而成倍增长,使得在路径选择时需要考虑不同拓扑结构和负载需求约束,从而使重构策略难以快速制定和应用。... 可重构电池系统凭借其能量信息耦合优势成为解决电化学储能“木桶效应”的一个有效手段。但其可用路径规划量会随着电池数目的增多而成倍增长,使得在路径选择时需要考虑不同拓扑结构和负载需求约束,从而使重构策略难以快速制定和应用。该文利用可重构电池网络与图的一致性,将电池网络动态控制问题转化为图的遍历寻优问题,提出了基于记忆化搜索的图深度优先遍历的重构电池网络能效提升及热安全管控策略,从而获取了满足拓扑约束条件的最优开关配置,并可排除温度异常的故障电池模组。最后,通过搭建可重构电池网络实验平台对该方法进行了验证。该研究结果能够为提高电池网络系统能效及安全性提供一定借鉴。 展开更多
关键词 可重构电池网络 路径规划 图模型 能效提升 热安全管控
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可重构智能表面辅助近场通信感知一体化系统基于嵌套张量的同时定位与通信方法 被引量:1
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作者 罗欣 杜建和 +2 位作者 张耀 陈远知 关亚林 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第4期979-990,共12页
可重构智能表面(RIS)因其能够智能配置无线传输环境而成为增强通信和感知的革新技术。随着RIS孔径的增加,电磁场特性发生根本性变化,近场范围扩大。与远场通信和感知不同,近场通信和感知需要考虑更为复杂的信道结构特性,这使得RIS辅助... 可重构智能表面(RIS)因其能够智能配置无线传输环境而成为增强通信和感知的革新技术。随着RIS孔径的增加,电磁场特性发生根本性变化,近场范围扩大。与远场通信和感知不同,近场通信和感知需要考虑更为复杂的信道结构特性,这使得RIS辅助的毫米波系统在近场通信和感知方面更具挑战。基于此,该文研究一种RIS辅助通信感知一体化(ISAC)的近场传输系统。首先,利用所考虑的ISAC场景的多维度资源和Khatri-Rao空时编码方法,将接收到的ISAC信号构造为4阶嵌套张量。然后,利用嵌套张量的代数结构和对近场信道模型的2阶菲涅耳近似,设计一种基于嵌套张量的同时定位和通信方案,在不发送专用导频的情况下实现近场环境散射点和用户定位以及信息符号检测。仿真结果表明,提出的方案具有较好的ISAC性能并优于现有方案。此外,即使是在高阶调制情况下,所提方案也有良好的定位精度和的误码率性能。 展开更多
关键词 通信感知一体化 张量 可重构智能表面 近场 毫米波
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基于可重构智能表面的MIMO系统及应用 被引量:1
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作者 刘嘉慧 刘锋 +1 位作者 邵蔚 高军 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第9期2810-2815,共6页
旨在优化工业环境下基于可重构智能表面(RIS)的MIMO通信系统。首先构建适用于工业场景的信道模型,并提出以最大化系统接收功率为目标的非凸优化问题。针对该难题,创新性地提出一种基于梯度投影算法(GPM)的交替优化策略,通过迭代更新RIS... 旨在优化工业环境下基于可重构智能表面(RIS)的MIMO通信系统。首先构建适用于工业场景的信道模型,并提出以最大化系统接收功率为目标的非凸优化问题。针对该难题,创新性地提出一种基于梯度投影算法(GPM)的交替优化策略,通过迭代更新RIS相移矩阵、发射波束成形矢量及接收组合矢量,实现接收功率最大化,提升系统性能。同时研究RIS部署位置影响,并与传统译码转发(DF)中继对比。仿真结果表明,当RIS元件数量为18×18时,其系统接收功率与传统DF中继性能相当;当RIS规模增加至24×24时,接收功率较DF中继性能提升172.7%。该成果可为相关通信系统优化部署与性能提升提供参考。 展开更多
关键词 梯度投影算法 可重构智能表面 多输入多输出系统 工业通信 交替优化
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可重构智能超表面辅助的非视距人体生命体征感知 被引量:1
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作者 李新羽 张静远 +4 位作者 蔡子轩 秦世龙 马骞 游检卫 崔铁军 《电子学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
本文提出非视距场景下的无接触式人体生命体征感知方法,将可重构智能超表面与人体无线感知技术相结合,利用可重构智能超表面对电磁波的灵活调控能力,实现有障碍物遮挡情况下的人体生命体征监测.本文首先通过视觉辅助机制,利用Yolo-v7深... 本文提出非视距场景下的无接触式人体生命体征感知方法,将可重构智能超表面与人体无线感知技术相结合,利用可重构智能超表面对电磁波的灵活调控能力,实现有障碍物遮挡情况下的人体生命体征监测.本文首先通过视觉辅助机制,利用Yolo-v7深度学习模型,实现人体目标的定位.在此基础上,可重构智能超表面根据人体位置估计结果进行编码优化,进而改变感知信号传播路径,实现非视距场景下的人体感知;同时,本文针对传统变分模态分解算法在人体生命体征感知方面的不足,进一步提出一种基于滤波的变分模态分解算法,实现人体呼吸、心跳速率的精准估计.实验结果表明,视觉辅助模块可以准确定位人体胸腔所在位置,从而使可重构智能超表面能够精准调控电磁波束,使感知信号聚焦于人体.所提出的基于滤波的变分模态分解算法可以实现人体生命体征精准估计,其呼吸和心跳平均估计误差分别为0.6 RPM和5.3 BPM.与此同时,进一步分析与讨论也证明了基于可重构智能超表面的感知方案在非视距场景下进行人体生命体征感知的有效性和准确性. 展开更多
关键词 可重构智能超表面 非视距感知 人体无线感知 生命体征探测 变态模式分解 视觉辅助
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基于改进多目标粒子群算法的可重构装配线调度 被引量:1
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作者 董可欣 李梓响 +3 位作者 郑晨昱 张子凯 张利平 唐秋华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期234-240,共7页
针对可重构装配线调度问题,构建了最小化重构成本、最小化生产负荷平衡和最小化物流平准化的多目标调度模型,设计了改进多目标粒子群算法。该算法采取了自适应调整策略和重启机制以保证种群多样性,帮助算法跳出局部最优。为了测试两种... 针对可重构装配线调度问题,构建了最小化重构成本、最小化生产负荷平衡和最小化物流平准化的多目标调度模型,设计了改进多目标粒子群算法。该算法采取了自适应调整策略和重启机制以保证种群多样性,帮助算法跳出局部最优。为了测试两种改进策略的有效性,所提出算法与两种多目标粒子群算法进行对比实验,实验结果表明自适应调整策略和重启机制有效提升了多目标粒子群算法的性能。同时,将改进多目标粒子群算法与原始多目标粒子群算法、多目标模拟退火算法、多目标人工蜂群算法、多目标差分进化算法、基于分解的多目标进化算法、快速非支配遗传算法进行对比。对100个测试案例进行求解,在世代距离、指标和超体积率上均表明改进多目标粒子群算法优于对比算法,可实现多目标可重构装配线调度问题的高效求解。 展开更多
关键词 可重构装配线 计划排序 多目标粒子群算法 多目标优化
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可重构智能超表面辅助的非地面网络安全传输与轨迹优化 被引量:2
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作者 徐可馨 隆克平 +1 位作者 陆阳 张海君 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期296-304,共9页
由于卫星与地面用户之间的直连受限于覆盖范围和链路质量以及非地面网络存在窃听威胁等问题,该文考虑一个无人机中继的非地面网络安全传输系统,引入可重构智能超表面(RIS),提高合法用户信号质量。同时为了兼顾系统高传输速率和高安全需... 由于卫星与地面用户之间的直连受限于覆盖范围和链路质量以及非地面网络存在窃听威胁等问题,该文考虑一个无人机中继的非地面网络安全传输系统,引入可重构智能超表面(RIS),提高合法用户信号质量。同时为了兼顾系统高传输速率和高安全需求,该文设计卫星到无人机的传输速率与地面合法用户的安全速率的加权和作为系统效用,并以此作为优化目标,进而提出一种基于双层双延迟深度确定性策略梯度(TTD3)的联合卫星与无人机波束成形、RIS相移矩阵以及无人机轨迹优化方法,通过采用双层深度强化学习结构解耦波束成形和轨迹优化两个子问题,实现系统效用最大化。仿真结果验证了所提方法在动态非地面网络环境下的有效性,同时在高安全需求下,通过对比不同算法、不同配置方案以及不同RIS元件数量下的仿真结果,证明了该文所提方法能够提升系统安全传输性能。 展开更多
关键词 可重构智能超表面 非地面网络 深度强化学习 安全传输
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可重构智能表面辅助的联合空间和码索引调制通信系统 被引量:1
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作者 陈平平 张云馨 杜伟庆 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第2期439-448,共10页
传统的可重构智能表面辅助的空间调制(RIS-SM)通信系统利用接收天线的索引来传输额外的信息比特,因此该系统数据传输速率的提升是以增加接收机天线数为代价。为了提高RIS-SM系统的数据传输速率和能量效率,该文提出可重构智能表面辅助的... 传统的可重构智能表面辅助的空间调制(RIS-SM)通信系统利用接收天线的索引来传输额外的信息比特,因此该系统数据传输速率的提升是以增加接收机天线数为代价。为了提高RIS-SM系统的数据传输速率和能量效率,该文提出可重构智能表面辅助的联合空间和码索引调制(RIS-JSCIM)通信系统。该系统利用多元正交幅度调制(M-QAM)符号、空域的接收天线索引和码索引传输信息比特。天线索引和码索引传输的信息比特不需要消耗能量,因此RIS-JSCIM系统能够获得良好的能量效率。该文对比了RIS-JSCIM系统和其他系统的能量效率、系统复杂度和误码率性能。对比结果表明,所提RIS-JSCIM系统以增加一定复杂度为代价,能够获得相比于其他系统更优异的能量效率和误码率性能。 展开更多
关键词 可重构智能表面 码索引调制 空间调制 扩频 多元正交振幅调制
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基于动态可重构电池网络状态空间模型的电池荷电状态估计 被引量:1
14
作者 陈爱琢 张从佳 +3 位作者 周杨林 史兴华 刘敏 慈松 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第1期396-407,I0033,共13页
动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)通常由众多差异性电池单元经过电力电子开关串并联构成。为了实现对这些电池单元的均衡管理,并确保在网络中安全、精确地隔离故障电池单元,必须通过协同控制电池单元... 动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)通常由众多差异性电池单元经过电力电子开关串并联构成。为了实现对这些电池单元的均衡管理,并确保在网络中安全、精确地隔离故障电池单元,必须通过协同控制电池单元间的拓扑连接。因此,深入分析电池单元间的耦合关系对于网络管理至关重要。该文结合图论中的割集网络分析方法和电池单元的n阶Thevenin模型,构建DRBN的状态空间模型,从而将网络中所有电池单元耦合在一起。同时,鉴于电池单元的荷电状态(state of charge,SOC)信息对网络的优化运行和储能系统的能量管理至关重要,该文提出一种基于DRBN状态空间模型的SOC一体化估计方法。为了验证所提方法的有效性,通过实验和数值仿真,将其与现有研究中广泛采用的基于电池单元模型的荷电状态估计方法进行了对比分析,以得出最终结论。 展开更多
关键词 电池单元 Thevenin模型 动态可重构电池网络(DRBN) 状态空间模型 荷电状态(SOC)
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格基后量子密码的可重构NTT运算单元与高效调度算法研究
15
作者 付秋兴 李伟 +2 位作者 别梦妮 陈韬 南龙梅 《电子学报》 北大核心 2025年第4期1182-1191,共10页
为进一步提高格基后量子密码算法中多项式乘法的运算速率,同时考虑到不同格基密码中多项式乘法参数各异的现状,本文提出了一种面向高速的可重构数论变换(Number Theoretic Transforms,NTT)运算单元,并提出了相应的数据调度方案解决时序... 为进一步提高格基后量子密码算法中多项式乘法的运算速率,同时考虑到不同格基密码中多项式乘法参数各异的现状,本文提出了一种面向高速的可重构数论变换(Number Theoretic Transforms,NTT)运算单元,并提出了相应的数据调度方案解决时序冲突和空间冲突问题.本文首先分析了不同格基后量子密码算法中NTT算法的运算特征,提出一款4×4的可重构运算单元,满足不同位宽的基2/3/4-NTT运算需求.其次,基于上述硬件设计提出了一种针对基4-NTT算法的数据调度方案,解决了高并行多流水级设计下的时序冲突问题.最后,提出了基于m-着色算法的多Bank数据存储方案,解决数据访问冲突的问题.实验结果表明,本文设计的硬件结构具备实现基2/3/4-NTT及其逆运算功能,能够支持Kyber、Dilithium在内的多种格基后量子密码算法,硬件支持最大并行度为4.为进一步验证本文硬件设计的优越性,在Xilinx Virtex-7器件上进行实验验证,工作频率达169 MHz,可在0.40μs内完成NTT算法功能,ATP降低约42%;在40 nm CMOS工艺节点进行综合实现,与现有的设计相比,本文的硬件设计AT积降低18%~90%. 展开更多
关键词 后量子密码 NTT 可重构 并行化 高速
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基于混合开关器件的可重构电池组串并联拓扑结构
16
作者 叶泽雨 尹靖元 +2 位作者 张桐硕 师长立 韦统振 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第8期2674-2684,共11页
临近空间飞行器储能电池组需要将大量电池单体串并联连接,部分单体电池故障将严重影响电池组性能并可能导致故障蔓延。通过在电池组中配置电力电子开关可以使电池单体或部分单体可重构,具备故障电池隔离及电池间容量均衡等功能。为实现... 临近空间飞行器储能电池组需要将大量电池单体串并联连接,部分单体电池故障将严重影响电池组性能并可能导致故障蔓延。通过在电池组中配置电力电子开关可以使电池单体或部分单体可重构,具备故障电池隔离及电池间容量均衡等功能。为实现飞行器的电源高效、高可靠度,提出一种基于混合开关的可重构电池组。使用响应时间快的电力电子器件隔离电池串,进一步使用机械继电器控制单体电池的投入和切除;提出混合开关器件结构下的电池切换策略,利用二极管辅助的母线电压调节方法;搭建10串2并的混合开关可重构电池组样机,并进行电池组放电阶段的重构实验。实验结果表明:所提结构可以通过开关器件实现电池串联均衡、故障隔离和母线电压调节等多种功能。损耗、可靠性和质量分析表明:所提结构少量系统损耗和质量即可以实现对电池单体控制,提升电池组的可靠度。 展开更多
关键词 电池管理 可重构电池组 混合开关 故障重构 可靠性 电池容量均衡
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基于LCC-LCC/S可重构拓扑的无线充电系统在传感器网络中的应用
17
作者 梁仓 王党辉 +3 位作者 梁晨旭 袁欢 王小华 荣命哲 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1191-1205,共15页
无线传感器网络在电力系统监测领域发挥着至关重要的作用,它可以通过无线电能传输(wirelesspower transfer,WPT)技术进行供电。在无线能量传输过程中,传感器需要电池储能。电池在充电过程中先处于恒流(constantcurrent,CC)状态,然后切... 无线传感器网络在电力系统监测领域发挥着至关重要的作用,它可以通过无线电能传输(wirelesspower transfer,WPT)技术进行供电。在无线能量传输过程中,传感器需要电池储能。电池在充电过程中先处于恒流(constantcurrent,CC)状态,然后切换到恒压(constantvoltage,CV)状态,但现有无线电能传输通用的QI协议使用的变频控制技术、DC-DC辅助技术与定频变占空比调制技术无法实现单发射机-多接收机(singletransmitterand multiple pickups, STMP)电池负载的恒流-恒压切换。针对电池的充电特性,该文提出了一种基于LCC-LCC/S可重构拓扑的多接收机无线充电系统。在原边采用LCC拓扑,后端设计LCC/S可重构拓扑实现电池负载的恒流-恒压切换。利用原边LCC拓扑励磁电流恒定的特性,隔绝副边接收机个数、电池负载阻抗变化对励磁电流的影响;同时设计分布式发射线圈结构,与LCC拓扑结合,使接收机切入/移出或处于不同输出模式(CC或CV)时,各接收机的接收功率不受影响,同时实现零相角(zerophaseangle,ZPA)操作;最后搭建单对多LCC-LCC/S可重构拓扑平台,实现了多接收机平滑的恒流恒压切换,且系统整体效率可达86.76%,功率因数接近1,明显高于QI协议中的策略,实验结果验证了该文所提方法的可行性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 无线电能传输 电池充电 单发射机-多接收机 可重构拓扑
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喷码装箱可重构机器人的设计与运动特性研究
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作者 高垚 赵耀虹 +3 位作者 郭文孝 张云帆 李瑞琴 宁峰平 《包装工程》 北大核心 2025年第15期222-229,共8页
目的针对包装生产线中喷码装箱工序对运动自由度的差异化需求,提出一种基于可变轴线运动副(vA副)的喷码装箱可重构机器人。方法基于螺旋理论,分析机构处于2种模式下的自由度性质,利用闭环矢量法求解机构运动学反解,采用粒子群优化算法... 目的针对包装生产线中喷码装箱工序对运动自由度的差异化需求,提出一种基于可变轴线运动副(vA副)的喷码装箱可重构机器人。方法基于螺旋理论,分析机构处于2种模式下的自由度性质,利用闭环矢量法求解机构运动学反解,采用粒子群优化算法对机构正解进行求解,并对雅可比矩阵进行分析,以评估运动状态;分析机构在2种模式下末端执行器的可达工作空间,并对灵巧度进行分析。结果机构在2-RPS/UPU/UPS模式下具有2R1T自由度,在2-UPS/RPS/UPU模式下具有2R2T自由度,工作空间连续。结论机构在2-RPS/UPU/UPS模式下可用于产品喷码作业,在2-UPS/RPS/UPU模式下可用于产品装箱作业,提高了产品的生产效率。 展开更多
关键词 可重构并联机构 位置正逆解 工作空间 灵巧度 喷码 装箱
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机器人关节基元可重构多绕组变刚度执行器设计及分析
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作者 黄云峰 合烨 +3 位作者 邓大建 刘中根 张前图 仁善良 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第9期25-34,共10页
针对传统可变刚度执行器(variable stiffness actuator,VSA)存在的结构笨重、扭转刚度调节范围受限及能耗高等问题,提出一种基元可重构式多绕组变刚度执行器(reconfigurable element multi-winding variable stiffness actuator,ReMWVSA... 针对传统可变刚度执行器(variable stiffness actuator,VSA)存在的结构笨重、扭转刚度调节范围受限及能耗高等问题,提出一种基元可重构式多绕组变刚度执行器(reconfigurable element multi-winding variable stiffness actuator,ReMWVSA)。通过动态调节弹性元件预紧力与多滑轮组重构,实现输出扭转刚度的主动调控。理论分析表明,系统等效扭转刚度由弹性元件刚度K1与预紧力贡献刚度K_(2)共同作用,且两者均随分支单元数N的增加而显著提升。试验表明,ReMWVSA的扭转刚度调节范围达0~732.29N·m/rad,调节时间仅0.085s,储能效率提升18%。与现有VSA相比,其质量减轻至1.7 kg,体积减小至7.8×10^(5)mm^(3),同时兼具高动态响应与低能耗特性,为机器人关节安全柔顺控制提供了新方案。 展开更多
关键词 可重构基元 主动变刚度 执行器 机器人关节 刚度特性
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一种频率可重构小型化超短波全向天线
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作者 高雷 李磊 +3 位作者 张辉 张延冬 张培真 徐良 《电波科学学报》 北大核心 2025年第4期784-788,共5页
针对超短波通信设备小型化的发展趋势,设计了一种基于频率可重构技术的小型化超短波全向天线。采用单极天线形式,通过加载电感线圈,控制高频电流分布,从而改善天线的高频辐射性能。同时,创新性地引入可重构控制电路及LC宽带匹配网络,利... 针对超短波通信设备小型化的发展趋势,设计了一种基于频率可重构技术的小型化超短波全向天线。采用单极天线形式,通过加载电感线圈,控制高频电流分布,从而改善天线的高频辐射性能。同时,创新性地引入可重构控制电路及LC宽带匹配网络,利用射频开关进行快速切换,实现了30~512 MHz频段内良好的阻抗调谐匹配,天线高度仅为0.6 m,辐射性能明显优于传统1.3 m宽带天线。该天线和超短波电台联调使用,可实现跳扩频通信,具有小型化、高增益、自适应调谐等优势,为下一代宽频段软件无线便携电台配套天线的设计提供了一种全新的设计思路。 展开更多
关键词 频率可重构 超短波天线 小型化 宽带匹配网络 自适应调谐
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