针对执行器效益损失故障、偏移故障和舰尾流扰动, 提出了一种直接升力作用下的自适应固定时间容错控制方法。首先, 建立了一种新的含襟翼的舰载机精确反馈线性化模型, 并基于新的固定时间稳定性定理, 对直接升力模态设计了滑模控制器, 提升了系统的收敛速度和着舰精度; 然后, 引入非线性微分方程形式的自适应更新律, 在线估计故障因子的最小值和复合扰动上界值, 补偿故障和扰动的影响, 基于李雅普诺夫方法证明了闭环系统的固定时间收敛特性; 最后, 与其他方法对比仿真的结果证明了所设计方法的有效性和优越性。
舰载机 着舰控制 直接升力控制 容错控制 固定时间控制 carrier-based aircraft landing control direct lift control fault-tolerant control fixed-time control
1 河南工业大学材料科学与工程学院, 郑州 450001
2 中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 海洋材料及相关技术重点实验室, 浙江省海洋材料与防护技术重点实验室, 宁波 315201
单晶金刚石具有超宽的禁带宽度、低的介电常数、高的击穿电压、高的热导率、高的本征电子和空穴迁移率,以及优越的抗辐射性能, 是目前已知的最有前景的宽禁带高温半导体材料, 被誉为“终极半导体”。但单晶金刚石在半导体上的大规模应用还有很多技术难题急需解决。本文聚焦大尺寸(英寸级)单晶金刚石衬底的化学气相沉积合成、剥离切片及研磨抛光技术, 通过对近年来的相关文献进行整理, 综述了相关方面的国内外研究现状。在此基础上, 对未来单晶金刚石半导体材料的制备、剥离和研磨抛光进行了展望。
单晶金刚石 大尺寸 沉积 剥离 研磨抛光 半导体 single crystal diamond large size deposition lift-off grinding and polishing semiconductor
1 中国科学技术大学纳米科学技术学院, 苏州 215123
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 苏州 215123
3 苏州纳维科技有限公司, 苏州 215000
4 沈阳材料科学国家研究中心, 沈阳 110010
使用波长248 nm的准分子激光器实现了GaN基微型发光二极管(Micro LED)的大面积激光剥离(LLO)。分离器件所需要的临界激光能量密度为800~835 mJ·cm-2, 分离的器件完好无损, 分离表面光滑, 残余应力为0.071 4 GPa, 均方根粗糙度仅为0.597 nm, 远低于目前报道的LLO方法分离表面。该研究为实现高质量、高效率的GaN基Micro LED芯片的制备提供了一种有前景的思路, 对柔性GaN基器件的制备具有一定意义。
微型发光二极管 激光剥离 准分子激光器 成品率 平整度 gallium nitride GaN micro light-emitting diode laser lift-off excimer laser production yield flatness
上海微电子装备(集团)股份有限公司, 上海 201203
为了比较分析纳秒激光和皮秒激光剥离微型发光二极管(micro-LED)时AlN上GaN的热传导效果, 采用了改进的实时紫外光吸收和热传导的激光剥离理论模型进行计算分析的方法, 取得了在不同的激光波长、激光脉冲宽度、激光能量密度下的紫外波段光辐照时和停止辐照后GaN材料热场分布等数据, 并获得了适合micro-LED器件剥离的所用纳秒激光和皮秒激光的阈值条件。结果表明, 激光脉宽、激光波长、激光能量密度是实现激光剥离工艺的关键因素; 较适合的激光波长为209 nm~365 nm的紫外波段; 皮秒激光的剥离效果优于纳米激光, 且激光的脉冲宽度越短, 激光的波长越短, 剥离所需激光脉冲阈值能量也越低, 则对LED芯片区域的热影响也越小。该研究可为开发新型激光剥离设备和相关工艺应用提供重要参考。
激光技术 激光剥离 仿真 微型发光二极管 皮秒激光 laser technique laser lift-off simulation micro-LED picosecond laser
深圳大学 材料学院， 深圳市特种功能材料重点实验室， 广东省功能材料界面工程研究中心， 广东 深圳 518055
通过在直流等离子体喷射化学气相沉积（DC?PJCVD）法生长的多晶金刚石薄膜上制备Au叉指电极，构建了金属?半导体?金属（MSM）结构的日盲紫外探测器件。研究了不同光刻工艺对制备的金刚石探测器件性能的影响。结果表明，lift?off光刻工艺所制备的器件性能明显优于湿法光刻工艺器件，其Ilight提高了4.4倍，光暗电流比提高了6.8倍，在25 V电压下响应度提高了9倍，达到了0.15 A/W。在此基础上通过lift?off光刻工艺制备了Au、Ti、Ti/Au和Ag四种不同金属的叉指电极，对比了不同金属电极制备的金刚石紫外探测器件的性能差异。其中Ag电极由于存在势垒隧穿效应引起的增益，在四种电极中性能表现最佳，在25 V偏压下其Ilight高达0.21 μA，响应度提升到0.78 A/W，性能与已有报道的器件性能相当。与普通Au电极制备的器件相比，其光电流提高了5.2倍，光暗电流比提升了7倍，响应度提高了5.2倍。
金刚石薄膜 lift-off光刻工艺 Ag电极 日盲紫外探测器 diamond films lift-off photolithography Ag electrode solar blind ultraviolet detector
面对舰载机人工进场着舰精确航迹控制中飞行员操纵负担重、着舰环境复杂的问题，提出采用两层并联动态逆控制框架设计基于直接升力的精确着舰航迹控制方案，具体采用控制分配处理直接升力面与常规舵面的舵效耦合和多操纵面问题，并从航迹与姿态解耦角度出发，仿真分析了所提的控制框架，证明了它在实现舰载机“魔毯”式精确着舰中的有效性，最后采用全量非线性E-2C涡桨飞机模型仿真验证控制效果可行，满足着舰航迹控制要求。
精确着舰 直接升力控制 非线性动态逆(NDI) “魔毯” precision carrier landing direct lift control Nonlinear Dynamic Inversion(NDI) Magic Carpet
光电复合线缆收放装置是一种辅助升空平台进行线缆收放的控制设备，根据升空平台的飞行要求，需要实时控制线缆的自动收放，保障空地之间的信息传输和能源供应。针对当前收放线装置结构复杂、强度低，以及系统可靠性差等问题，研究设计了一种小型化、智能化的光电复合线缆自动收放装置，提出了收放线控制方法。通过系统试验验证，线缆的张力值维持在0.5~2 N之间，响应时间为100 ms，收放线速度控制在3 m/s以内，该设备的稳定性和可靠性得到了很大提高。
升空平台 光电复合线缆 张力传感器 收放装置 往复 丝杠 lift-off platform photoelectric composite cable tension sensor retractable device reciprocating screw
红外与激光工程
2020, 49(9): 20200279
针对舰载机着舰阶段甲板运动和舰尾流造成的控制难度大以及着舰精度低的问题, 提出了舰载机“魔毯”着舰直接力控制方法, 提高了飞行轨迹的响应速率和响应带宽。直接升力由襟翼与升降舵配合产生, 且直接升力操纵面主控轨迹, 而平尾通过保持迎角来辅助控制轨迹。油门通道采用速度恒定的动力补偿方式进行控制。将该控制方法与传统控制方法对比仿真, 加入甲板运动和舰尾流的干扰, 仿真实验表明“魔毯”着舰直接力控制方法的轨迹修正速度较快, 着舰精度较高。
舰载机 “魔毯” 直接升力 进场动力补偿 甲板运动 舰尾流 carrier aircraft magic carpet direct lift approach power compensation deck motion ship wake
