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跨尺度微納表面結構高精度測量關鍵技術及系統
本成果創新性發明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構高精度測量技術及系統。
本項目依托華中科技大學儀器學科在表面形貌與結構精密測量領域的傳統特色優勢和長期積累的科研基礎，在國家重大科學儀器設備開發專項、國家自然科學基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學基金面上項目等支持下，針對相關制造領域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結構精密測量問題開展了系列研究。本成果技術主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態范圍微納結構測量難題，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量；
2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標定和坐標統一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標統一瓶頸和漂移難題，實現了微納表面結構跨尺度測量的可溯源和穩定高精度；
3）提出了白光干涉質量評價模型和三維圖像噪聲區域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結構高精度測量提供支撐。
圖1 微納結構多模式跨尺度測量儀器實物圖
圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理示意圖
華中科技大學
2023-05-12
跨尺度微納表面結構高精度測量關鍵技術及系統
本成果創新性發明了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構高精度測量技術及系統。
本項目依托華中科技大學儀器學科在表面形貌與結構精密測量領域的傳統特色優勢和長期積累的科研基礎，在國家重大科學儀器設備開發專項、國家自然科學基金儀器研制專項、國家863重點項目課題、國家自然科學基金面上項目等支持下，針對相關制造領域微米尺度、納米尺度、跨尺度微納表面結構精密測量問題開展了系列研究。本成果技術主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，共光路融合白光顯微干涉與原子力探針傳感，突破跨尺度微納傳感瓶頸，解決大動態范圍微納結構測量難題，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量；
2）提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度測量的可溯源標定和坐標統一方法，突破了白光干涉與原子力探針跨尺度微納傳感的坐標統一瓶頸和漂移難題，實現了微納表面結構跨尺度測量的可溯源和穩定高精度；
3）提出了白光干涉質量評價模型和三維圖像噪聲區域辨識與重建方法，及二維掃描工作臺平面度誤差阿貝補償與二維運動同步計量方法，解決噪聲問題與宏微驅動二維工作臺運動誤差對測量精度的影響問題，為跨尺度微納表面結構高精度測量提供支撐。
圖1 微納結構多模式跨尺度測量儀器實物圖
圖2 白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理示意圖
【技術優勢】
本成果項目研制了具有我國自主知識產權的白光干涉原子力探針掃描測量儀等系列微納表面結構測量儀器，并通過了國家計量院組織的儀器性能和軟件的檢定測試，納米尺度原子力垂直測量范圍超出國際商用儀器10倍以上，水平動態范圍達國際領先水平。
【技術指標】
本成果項目提出了白光干涉原子力探針掃描跨尺度微納表面結構測量原理和方法，建立跨尺度傳感方法，實現nm-μm-mm跨尺度微納表面結構高效測量。同時，發明的白光干涉原子力探針掃描測量方法與現有商用原子力顯微鏡相比，垂直測量范圍提高10倍，分辨率優于0.01nm。
華中科技大學
2023-05-15
密封環高速重載接觸行為的多尺度建模與耦合計算
隨著工程類重載車輛向大功率方向發展，對傳動系統中防止壓力油泄漏的密封環的性能要求日益苛刻。為提高密封環的穩定性和可靠性，必須重視高速重載工況下密封接觸行為。本項目依據前期研究基礎，對密封環在不同工況階段存在的混合摩擦接觸和流體潤滑接觸兩個方面進行研究。首先對復合材料密封環摩擦行為進行跨尺度關聯，明確宏觀與微介觀尺度的材料變形、摩擦狀態、溫升之間的協同效應，深化宏觀與微介觀之間的交互模型，實現尺度間摩擦狀態的雙向預測，以獲取密封環在各尺度上的混合摩擦規律。其次依據工況條件，定量表達與預測
江蘇大學
2021-04-14
一種基于 GPU 的多尺度空間特征提取方法
本發明公開了一種基于 GPU 的多尺度空間特征提取方法，包括 以下步驟：利用多尺寸并行非線性濾波構造尺度空間、在尺度空間中 并行的進行關鍵點檢測和描述符生成。其中尺度空間構造包括：多尺 寸數據打包、多尺寸并行降采樣、多尺寸并行非線性濾波的具體執行 步驟。為了提高算法的并行度、降低數據依賴性，通過并行降采樣提 前得到各個尺寸下的初始圖像，使得各個尺寸下的非線性濾波、關鍵 點檢測和描述符生成可以在 GPU 中并行的執行。
華中科技大學
2021-04-14
用于快充鋰離子電池的大尺度單層顆粒電極設計
本成果提出了一種由大尺度單層顆粒組成的電極結構，該電極具有垂直于集流體的載流子傳輸通道，能夠解決高載量電極所面臨離子傳輸速率慢的問題。將紅P負載到具有垂直排列納米通道（~22nm）的大塊石墨烯基顆粒中（紅P/VAG，~60μm），設計了由大尺度單層紅P/VAG顆粒組成的電極。所設計的電極能夠同時實現鋰離子電池的快速充電和高的能量密度，具有非常廣闊的應用前景和巨大的商業價值。
華中科技大學
2022-07-05
考慮多時間尺度協調的風電魯棒區間軌跡調度方法
本發明涉及一種考慮多時間尺度協調的風電魯棒區間軌跡調度方法。該方法結合模型預測控制與魯棒優化，在多時間尺度的調度框架下滾動魯棒優化，生成風電場可消納功率區間軌跡界限與常規機組發電計劃，當風電出力在可消納功率區間軌跡界限內時均滿足系統安全約束，緩解了傳統調度中風電功率點預測不精確遺留的系統安全隱患，同時風電場監測系統實時反饋風電場實際出力，計算預測誤差并對預測值進行校正，使未來預測值更接近實際值，逐級削減由于風電預測誤差導致的決策量的計劃偏差，使優化計劃指標更精確。
中國農業大學
2021-04-11
基于多足旋轉壓電驅動器實現的跨尺度驅動激勵方法
多足旋轉壓電驅動器及其實現跨尺度驅動的激勵方法,屬于壓電驅動技術領域.解決了現有壓電驅動器的驅動方法在具備快速,大行程響應能力的同時,難于兼具高精度,納米尺度定位功能這一突出問題.本方法基于多足旋轉壓電驅動器的兩組彎振壓電陶瓷實現的,并根據目標輸出位移選擇三種激勵模式之一,兩種激勵模式的組合或者三種激勵模式的組合來實現不同位移尺度的輸出,所述激勵模式包括交流連續激勵模式,脈沖步進激勵模式和直流微驅動模式,使得驅動器不僅具備快速,大行程響應能力,同時具備高精度,納米尺度定位功能,最終實現真正的跨尺度,超精密驅動.它用于壓電驅動領域中實現跨尺度,超精密驅動.
哈爾濱工業大學
2021-05-04
基于黃金分割比例的菱形模板雙尺度圖像去噪方法
本發明涉及一種基于黃金分割比例的菱形模板雙尺度圖像去噪方法。本發明的技術要點是采用菱形模板并進行自適應模板擴充，利用參與計算的信號點的距離權重和灰度權重的歸一化權重進行去噪。本發明的優點是菱形模板中參與計算的所有信號點到中心點的距離方差較小，盡可能避免了距離過遠的信號點參與濾波計算；根據噪聲密度取部分信號點參與計算，不僅降低了計算復雜度，而且降低了模板內可能存在的其他噪聲及邊緣對濾波效果的影響；模板中橫向包含的像素點和縱向包含的像素點個數之比為1:0.618，充分利用了數學的經典理念,也符合人的視覺習慣。實驗結果表明，本發明既能處理低密度噪聲，又能處理高密度噪聲，噪聲密度越高，相對效果越好。
河北師范大學
2021-05-03
基于MAS多尺度的風光波互補海島微電網能量控制方法
本發明公開了一種基于MAS多尺度的風光波互補海島微電網能量控制方法，采用多Agent技術，當光照、風速、海況變化導致可再生能源發電出力變化時，通過微電網源、儲、荷協調控制滿足海島上軍民的用電需求。與現有微電網的能量控制方法相比，該控制方法采用分布式能量管理技術，減少了波浪發電系統輸出功率的不穩定性，可以獲得比較穩定的總輸出，在保證供電的情況下，大大減少了蓄電池數量，削減系統投資成本，提高了海島微電網的可靠性。并且該方法充分利用了海島上豐富的波浪能，利用海島上的海水淡化裝置實現了微電網多尺度的能量控制
東南大學
2021-04-14
基于多足旋轉壓電驅動器實現的跨尺度驅動激勵方法
項目成果/簡介:多足旋轉壓電驅動器及其實現跨尺度驅動的激勵方法,屬于壓電驅動技術領域.解決了現有壓電驅動器的驅動方法在具備快速,大行程響應能力的同時,難于兼具高精度,納米尺度定位功能這一突出問題.本方法基于多足旋轉壓電驅動器的兩組彎振壓電陶瓷實現的,并根據目標輸出位移選擇三種激勵模式之一,兩種激勵模式的組合或者三種激勵模式的組合來實現不同位移尺度的輸出,所述激勵模式包括交流連續激勵模式,脈沖步進激勵模式
哈爾濱工業大學
2021-01-12