中国电子科技集团公司 第十二研究所，北京 100015
伪火花开关已经成功地应用于各种脉冲功率应用，包括欧洲大型强子对撞机、反导雷达系统、航空发动机点火等。对于这样的应用，降低开关的延迟和抖动来提升稳定性是非常重要的。设计了一种激光触发伪火花开关，使用波长532 nm的激光，在不同气压、工作电压和触发能量下，测试激光触发伪火花开关的阳极着火延迟时间和抖动两项参数。测试结果表明，增加激光能量可以降低开关的延迟和抖动，实现开关稳定性的激光能量阈值在1.5 mJ，可以使得开关的抖动小于1 ns，继续增大触发能量，开关的延迟和抖动不再明显变化；此外，增大管内的氢气压强可降低开关的延迟和抖动；当触发能量足够大时，改变阳极电压，开关的延迟和抖动不随开关电压而改变。
激光触发 伪火花开关 初始等离子体 时间参数 工作电压 laser triggering pseudo-spark switching initial plasma time parameter working voltage 强激光与粒子束
2024, 36(3): 035003
1 重庆大学 低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆 400044
2 重庆大学 核工程与核技术系重庆 400044
窄矩形通道因具有结构紧凑等优点而被广泛应用于各个领域。为完善窄矩形通道中临界热流密度（Critical Heat Flux，CHF）的预测方法，提高反应堆安全性和经济性，本文进行了不同窄缝宽度下窄矩形通道内CHF可视化试验来探索CHF触发机理。实验同步采集不同窄缝宽度下可视化结果和热工水力数据，结果发现：当窄缝宽度分别为5 mm、3 mm、2 mm和1 mm时，在发生CHF时，通道内流型分别对应泡状流、弹状流、搅混流和环状流。在发生CHF前，在泡状流、弹状流和搅混流都存在温度波动。在环状流中CHF涉及到区域由初始的干斑逐渐扩展；在搅混流时CHF涉及到的区域较小；而弹状流涉及到的区域最广；在泡状流中加热壁面温度波动频率最高。当系统压力在1?4 MPa范围内、在窄缝宽度为1 mm时，系统压力与CHF之间存在非线性关系，而在其余通道中随着系统压力增加CHF增加。因此，窄缝宽度对窄矩形通道中CHF有非常重要的影响。本文分析结果可为CHF机理模型的建立提供思路。
临界热流密度 窄矩形通道 窄缝宽度 可视化 触发机理 Critical heat flux (CHF) Narrow rectangular channel Gap size Visualization Triggering mechanism
研究了网络攻击下具有不确定性多智能体系统动态事件触发一致性问题。传统的事件触发机制无法通过改变触发规则来有效地节约网络资源。通过引入动态事件触发机制, 利用该机制的动态变量使设计的事件触发条件可以根据系统的运行状态进行动态调整, 从而降低控制更新的频率。在时延控制输入、网络攻击及动态事件触发下, 建立了闭环控制系统的数学模型。根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式理论, 证明了动态事件触发控制下多智能体系统的一致性。最后, 通过仿真验证了该方法的可行性和有效性。
网络攻击 不确定多智能体 动态事件触发机制 一致性 network attack uncertain multi-agent system dynamic event triggering mechanism consistency
1 清华大学 粒子技术与辐射成像教育部重点实验室, 北京 100084
2 西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室,西安 710024
3 西安交通大学 电力设备电气绝缘国家重点实验室, 西安 710049
研究了一种自触发紫外预电离开关击穿时延抖动特性的影响因素，结果表明：触发间隙电容放电阶段起预电离作用时，预电离注入时刻开关电场是开关时延抖动的决定性因素，提高工作系数和采用逸出功更低的电极材料对降低开关在脉冲峰值附近击穿时的时延抖动效果有限。提出的改进方法为：减小开关均压电阻阻值，显著延长触发间隙的有效燃弧时间，消除预电离注入时间及抖动的影响。采用改进方法时可以使开关在工作电压300～800 kV、前沿100 ns、180 ns的脉冲峰值附近击穿时的时延抖动分别小于1.3 ns、2.8 ns。
气体开关 预电离 自触发 脉冲击穿时延 抖动 gas switch pre-ionization self-triggering pulsed breakdown time delay jitter 强激光与粒子束
2022, 34(7): 075010
1 辽宁大学 物理学院, 沈阳 110036
2 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
3 中国科学院 硅器件技术重点实验室, 北京 100029
为了处理宽动态范围的激光脉冲回波信号, 设计了一种带有自适应增益控制技术的模拟前端。通过分段调节跨阻放大器的跨阻增益, 实现了在1 μA~1 mA范围内输入电流与输出电压近似线性的关系。提出了自触发使能方法, 可以在没有外部清零信号的情况下连续接收回波信号。提出了一种新型差分移位时刻鉴别电路, 能有效减小行走误差。电路采用0.11 μm CMOS工艺设计, 后仿真结果表明, -3 dB带宽为530 MHz, 最大跨阻增益为103 dBΩ, 等效输入噪声电流谱密度为6.47 pA·Hz-1/2@350 MHz, 输入动态范围为60 dB, 功耗小于100 mW。该模拟前端电路设计适用于飞行时间脉冲激光雷达。
自适应增益控制 跨阻放大器 自触发使能控制 飞行时间 adaptive gain control transimpedance amplifier self triggering enable control TOF
1 南京信息工程大学,a.数学与统计学院
2 南京信息工程大学,b.江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,南京 210000
针对信息物理系统遭受虚假数据注入攻击和有限通信带宽等问题,提出一种鲁棒安全事件触发滑模控制方法。首先,利用异常检测机制的阈值信息,获取虚假数据注入攻击的上界信息。然后,引入事件触发机制,并结合估计的攻击上界信息,设计鲁棒安全事件触发滑模控制方法。利用李雅普诺夫稳定性理论证明所提方法的有效性,并证明设计的方法不存在芝诺现象。最后,仿真实例表明本研究设计方法能以最小事件触发次数确保系统安全稳定运行,节约了通信资源。
信息物理系统 事件触发机制 滑模控制器 cyber-physical systems event-triggering mechanism sliding mode controller
强激光与粒子束
2021, 33(11): 115003
随着全固态高压脉冲发生器在材料改性、生物医学和工业等领域上的广泛应用，全固态脉冲发生器正朝着小型化、智能化和模块化方向发展。为了进一步减小电源的体积、降低成本，提出了一种自触发驱动的正极性全固态Marx发生器的拓扑。只需提供一路隔离信号控制一级放电开关管的导通和关断，通过级间电容对相邻级的放电管门极自动充电和放电，使其依次导通和关断。这种拓扑使得Marx发生器中的多个开关管的驱动电路简单很多，无需提供隔离供电的多路驱动电源，且避免了开关的动态、静态均压问题。基于这种拓扑搭建了一台17级的正极性Marx发生器样机，且电压幅值和脉宽都连续可调，在10 kΩ纯阻性负载上输出10 kV、重复频率100 Hz的正极性高压脉冲，脉冲前沿约为328 ns。样机体积小巧、工作稳定，验证了该方案的可行性。
自触发驱动 Marx发生器 脉冲发生器 脉冲功率 self-triggering Marx generator pulse generator pulsed power 强激光与粒子束
2021, 33(2): 025001
上海工程技术大学电子电气工程学院, 上海 201600
研究了非线性网络控制系统存在时变时滞、丢包、传感器扇区非线性时的故障检测问题。针对时间触发周期采样带来的网络资源浪费问题, 提出了一种满足给定触发条件来判断采样数据是否需要传输的事件触发机制。根据Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式将故障检测问题转换成求解H∞凸优化问题。最后, 以电机伺服控制系统为例, 通过Matlab仿真, 进一步验证了设计的可靠性与实用性。
事件触发 非线性网络控制系统 扇区有界 时变时滞 H∞故障检测 电机伺服控制系统 event triggering nonlinear network control system bounded sector time-varying delay H∞fault detection motor servo control system
1 国网广安供电公司，广安 638000
2 四川大学电子信息学院，成都 610065
依据触发电压VS、触发电流IS、维持电流IH及触发电压、维持电流高低温变化率指标要求，利用Silvaco-TCAD半导体器件仿真软件完成了双向低触发电压横向晶闸管(SCR)放电管的设计。详细分析了对触发特性产生显著影响的结构参数(N-衬底区、寄生PNP晶体管P-集电区、寄生NPN晶体管P-基区、N+阴极区、N+触发区、寄生PNP晶体管P-集电区与寄生NPN晶体管P-基区间距、寄生NPN晶体管表面基区宽度)对器件输出I-V特性及抗瞬态电流烧毁能力的影响。根据设计得到的器件结构参数，绘制版图、制定双向低触发电压横向SCR放电管工艺方案并进行试制。通过实际流片，对关键的设计及工艺进行攻关，研制出样片触发电压VS、触发电流IS、维持电流IH及触发电压、维持电流高低温变化率完全满足电参数指标要求。
双向 低触发电压 横向晶闸管 放电管 触发特性 电参数 bidirectional low trigger voltage transverse SCR discharge transistor triggering characteristic electrical parameter
