空位缺陷对单晶硅薄膜热导率影响的分子动力学模拟研究

采用非平衡分子动力学(NEMD)方法及Tersoff势能函数模拟了微尺度下空位结构缺陷对单晶硅薄膜热导率的影响。结果表明,硅薄膜的热导率随空位浓度的增加而明显减小。当温度为300~700K时,随着温度的升高,空位浓度对热导率的影响以及同一空位浓度下温度对热导率的影响都逐渐减弱。     

Effects of vacancy structural defects on the thermal conductivity of silicon thin films

Vacancy structural defect effects on the lattice thermal conductivity of silicon thin films have been investigated with non-equilibrium molecular dynamics simulation.The lattice thermal conductivities decrease with increasing vacancy concentration at all temperatures from 300 to 700 K.Vacancy defects decrease the sample thermal conductivity,and the temperature dependence of thermal conductivity becomes less significant as the temperature increases.The molecular dynamics result is in good agreement with the theoretical analysis values obtained based on the Boltzmann equation.In addition,theoretical analysis indicates that the reduction in the lattice thermal conductivity with vacancy defects can be explained by the enhanced point-defect scattering due to lattice strain.     

空位缺陷对Si薄膜热导率的影响

利用非平衡分子动力学方法研究了空位结构缺陷对Si薄膜热导率的影响。当温度在300K-700K之间变化时,热导率随着空位浓度的增加而降低,并且随着温度的升高空位浓度对热导率的影响以及同一空位浓度下温度对热导率的影响都在逐渐减弱。本文还利用Boltzmann输运理论对MD模拟进行验证,结果基本与其一致。同时理论方法还表明,空位缺陷对薄膜热导率的巨大影响归因于晶格应力的存在使点缺陷也发生散射作用的结果。     

孙村煤矿构建安全诚信管理体系探究

当前,大部分煤炭企业在管理中都面临着如何根治安全生产诚信缺失的困扰,其危害表现在多方面。从宏观上看,如煤炭企业在生产经营过程中对上级法律法规掌握不到位,顶层设计无法起到提纲挚领的作用,将导致安全生产责任落实不到位。从企业内部看,安全管理制度存在不同程度的缺陷,或在执行过程中出现偏差,将让安全生产失控。从个体行为看,部分煤炭从业人员因思想认识、素质技能参差不齐,将致使在履行对企业、对家庭、对自我安全承诺契约的过程出现失信现象。孙村煤矿经历百年开采,矿老井深,点多、面广、人员复杂给安全管理工作带来较大压力。鉴于此,本文就孙村煤矿如何构建安全诚信管理体系,将安全诚信作为全员核心价值观进行探讨。     

带有干扰观测器的凝视航天器姿态变结构控制

研究了实现对地凝视观测时的航天器姿态控制问题.首先介绍了对地凝视模式及其成像优点,继而推导出实现对地凝视的期望姿态四元数和期望角速度,在此基础上得到姿态相对动力学和运动学方程;考虑到提高凝视成像精度、延长成像时间的要求,设计了一种变结构控制律,并采用干扰观测器的方法来抑制变结构控制的固有振颤,提高控制效果,并对这种方法和传统控制方法进行了比较.仿真结果表明,在实现对地凝视的姿态控制过程中,设计的控制器响应速度更快,具有更好的鲁棒性,并减弱了变结构控制的振颤问题.     

三自由度气浮台推力分配算法设计

针对有冗余的喷嘴推力分配问题,首先提出一个目标函数,该目标函数不仅考虑了期望力向量和喷嘴产生合力之间的偏差,且统计了喷气的消耗量;其次根据喷嘴所产生力向量的对称性原则使搜索的范围从256减小到11,在很大程度上减小了每个周期搜索的计算量;最后通过数学仿真验证所提算法的合理和有效性,为其应用到半物理仿真中提供理论基础．     

基于可重构技术的上面级航天器综合电子系统

为实现卫星工程的整体优化,本文打破传统卫星与运载器独立各自设计的界限,将小卫星和小运载器上面级有机融合构成一类上面级航天器,并给出了适用于上面级航天器的可重构综合电子系统方案.该电子系统以Microblaze软核处理器为核心处理单元,采用基于CAN总线的分布式网络结构提高系统的可扩展性,并利用可重构技术实现电子系统核心处理单元的分时复用,以满足运载段和在轨段对电子系统的不同需求.实现了姿态轨道控制算法硬件化,减轻处理单元的负担,提升了系统的计算和处理能力.设计并建立了半物理实验系统,对飞行全过程、全模式进行了仿真验证.结果表明:运载段控制周期达到10 ms,姿态轨道算法硬件化后运行时间约为7.5 ms;相机工作期间姿态指向精度达0.035°,稳定度达0.000 68(°)/s.所设计的可重构综合电子系统完成了上面级航天器的全模式飞行任务,满足运载段强实时性、在轨段高可靠性以及高精度控制等要求.     

国内外空间光通信技术发展及趋势研究

全面介绍了国内外卫星光通信技术的发展、研究状况及卫星光通信技术系统的组成和主要关键技术,分析了卫星光通信相对于卫星微波通信的优点,最后对卫星激光通信的前景进行了综述。     

鲁棒PD+卫星姿态快速机动控制器设计

针对控制力矩与角速度受限情形下的卫星姿态快速机动的控制问题,本文对传统PD控制器进行了改进,采用姿态机动的匀速与减速运动过程的方法大幅度提升系统收敛速率,设计PD+控制器使得系统状态能够沿着期望的滑模面进行运动,并通过构造Lyapunov函数对其进行证明,从而实现对PD控制器收敛时间的估计,并实现40%以上的系统收敛时间提升。在存在转动惯量不确定性与外部干扰力矩的情形下设计PD+控制器实现对于未知扰动的抑制。同时考虑到卫星正常运行对于姿态角速度与控制力矩的限制,证明了姿态控制参数与角速度范数之间的关系,给出了控制力矩与角速度受限情形下的控制律。最后通过数值仿真验证本文提出控制算法的有效性。     

事件驱动的卫星编队姿态分布式协同控制

星间信息交互是卫星编队姿态协同控制的基础.为降低姿态协同控制对星间交互的信息量,满足资源和通信带宽受限等约束,在卫星编队Euler-Lagrange姿态动力学模型的框架内,提出了一种基于事件驱动的相对姿态分布式自适应控制算法.通过设计含有星间状态偏差、关联矩阵等的事件驱动函数,当该函数值满足条件时触发事件、更新数据,在非触发时间内利用触发时刻的信息设计控制算法,从而将卫星编队姿态一致性协同控制转化为事件驱动控制问题,有效降低了控制输入更新频次及星间信息交互量.基于Lyapunov理论证明了在事件驱动自适应控制器作用下,领航者—跟随者卫星编队系统是全局渐近稳定的.并证明了事件触发时间序列不会产生Zeno现象,即事件触发间隔时间存在下界.进行数值仿真验证事件驱动自适应控制算法的有效性,并将其与传统自适应控制算法相比较,仿真结果表明,所设计的控制算法在保证闭环系统控制性能的前提下,显著降低了控制输入更新频次和星间交互信息量,满足星上能量和星间通信能力等约束.