靜電放電對電子設(shè)備能量耦合的理論建模研究項目摘要

本項目主要研究靜電放電（ESD）電磁脈沖與電子設(shè)備之間的能量耦合規(guī)律建立其數(shù)理模型以確定ESD參數(shù)與電子系統(tǒng)受干擾形成的過電壓或脈沖電流之間的定量關(guān)系。.利用實測電流和IEC標(biāo)準(zhǔn)電流波形，綜合考慮整個放電過程包括快放電和慢放電兩部分，建立一個與IEC標(biāo)準(zhǔn)波形相吻合的ESD電流解析表達式。在此基礎(chǔ)上建立一種改進型的適合于從放電點附近到無限遠處整個空間電磁場計算的電磁場模型。.利用研制的測試系統(tǒng)對典型

混成系統(tǒng)是近些年來學(xué)術(shù)研究的熱點領(lǐng)域之一，其主要特征表現(xiàn)為物理進程和計算進程的深度融合，廣度交互，混成系統(tǒng)的異構(gòu)性、復(fù)雜的時間約束性、一定的時間可預(yù)測性、更高的安全性以及交互的復(fù)雜性和不可預(yù)測性，給這類系統(tǒng)的描述、設(shè)計、分析和驗證帶來了巨大的挑戰(zhàn)。如何保證信息物理融合系統(tǒng)的正確性業(yè)已成為國內(nèi)外工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的難題之一。本項目發(fā)展了一種混成系統(tǒng)的建模語言和基于事件的建模方法，引進了when型程序和Until型程序分別用來處理離散行為變遷和連續(xù)模式切換，形式化地描述了混成系統(tǒng)的行為和性質(zhì)，提出了混成建模語言的若干語義模型，我們首先以公理化的方法描述基本原子反應(yīng)和組合算子的含義，探討混成建模語言的規(guī)范型，揭示了混成系統(tǒng)行為的基本模式，所有不同語法形式的混成程序都可以利用代數(shù)規(guī)則轉(zhuǎn)化為規(guī)范型，從而將程序行為的語義分析轉(zhuǎn)化為程序規(guī)范型的語法分析，為混成系統(tǒng)的分析和驗證提供堅實的語義基礎(chǔ)。研究了混成系統(tǒng)的中斷機制，構(gòu)造中斷程序的描述語言和語義模型，發(fā)展了混成系統(tǒng)中斷機制的分析方法和驗證技術(shù)，如：中斷程序的總體執(zhí)行時間、不同中斷類型的中斷點檢查以及中斷次數(shù)統(tǒng)計。運用提出的建模技術(shù)，對自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)、多智能體等實例系統(tǒng)進行建模和分析，為其他類型混成系統(tǒng)的分析和驗證提供了參考和思路。該項目共發(fā)表學(xué)術(shù)論文12篇，其中SCI論文4篇，EI論文8篇，CCF B類論文3篇，CCF C類論文4篇。

信息物理融合系統(tǒng)Cyber-Physical System（簡稱CPS）是近些年來學(xué)術(shù)研究的熱點領(lǐng)域之一。其主要特征表現(xiàn)為物理進程和計算進程的深度融合，廣度交互。如何保證信息物理融合系統(tǒng)的正確性業(yè)已成為國內(nèi)外工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的難題之一。要保證CPS系統(tǒng)的正確性首先要解決的問題就是將物理進程和計算進程集中在同一框架下做分析推理。本項目致力于為CPS提供新的混成建模語言，深入研究物理進程和計算進程的交互機制，并建立具有嚴(yán)密數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的指稱語義模型和代數(shù)語義模型，構(gòu)建相應(yīng)的代數(shù)演算系統(tǒng)和代數(shù)規(guī)范型。在此基礎(chǔ)上，利用代數(shù)重寫規(guī)則，發(fā)展有效的代數(shù)精化理論和程序分解理論，從而為CPS的分析、設(shè)計、實現(xiàn)和驗證提供堅實的理論基礎(chǔ)。

分層材質(zhì)建模與繪制是目前計算機圖形領(lǐng)域研究的熱點和難點。由于分層材質(zhì)能夠更精確地描述現(xiàn)實世界中的材質(zhì)，其在圖形繪制中的應(yīng)用可以顯著提高繪制結(jié)果的物理真實感。本項目將從微面元理論的角度研究分層材質(zhì)的建模與繪制技術(shù)，詳細探討基于微面元理論的材質(zhì)模型中法向分布、Fresnel反射和微面元間陰影遮擋等在擴展到處理分層材質(zhì)時的計算方式，著重討論多次內(nèi)反射、層內(nèi)介質(zhì)散射和吸收對次表面反射效果的影響，并基于adding-doubling方法推廣到處理多層分層材質(zhì)。最后，通過在離線繪制引擎和實時繪制場景中的應(yīng)用來驗證本項目提出的分層材質(zhì)模型的有效性和高效性。相比于傳統(tǒng)的分層材質(zhì)模型，基于微面元理論的分層材質(zhì)模型具有高效性、統(tǒng)一性、輕量級以及可擴展性等優(yōu)勢。本項目是材質(zhì)建模與繪制方面的基礎(chǔ)性研究工作，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值。