高功率高效率速调管输出耦合器的优化与设计

输出耦合器作为速调管关键部件,其性能直接关系到速调管的整体表现。然而,耦合器故障却是速调管及多种真空电子设备中最为常见的问题之一,特别是在高连续波功率运行场景下,这一问题更为突出。针对连续波650 MHz/800 kW高效率速调管,对输出耦合器进行优化设计,并在单注和多注速调管耦合器测试方面取得了重要突破:单注速调管输出耦合器在连续波模式下的测试功率已达到690 kW以上,为了进一步增加功率容量,采用T-bar结构过渡,并对耦合器进行优化设计,使陶瓷附近电场分布更均匀;而多注速调管矩形波导窗输出耦合器最高测试功率达到全驻波115 kW。此外,通过对耦合器的结构、材料以及散热方式进行分析与优化,积极探索提升耦合器功率容量的多种可能途径,进一步增强了速调管的稳定性和可靠性。

多输入多输出柔顺机构拓扑优化及输出耦合的抑制

多自由度柔顺机构在微动精密定位和精密操作等领域有广泛的应用,因而研究多自由度柔顺机构的拓扑优化方法就显得十分必要。给出了一种多输入多输出柔顺机构拓扑优化设计的新方法。首先,推导了描述多输入多输出柔顺机构柔性的互应变能公式和描述机构刚性的应变能公式,研究了抑制耦合输出的策略,进一步给出了描述输出耦合效应的计算公式,在此基础上建立了考虑抑制输入输出耦合效应时柔顺机构的多目标拓扑优化设计模型。其次,基于改进的优化准则法给出了优化模型的有效求解算法。最后,通过算例说明了该方法的正确性和有效性,研究结果表明,拓扑优化后柔顺机构可以按照预定的要求运动,其输出耦合现象得到了有效抑制。

输出耦合的复杂网络自适应牵制同步

针对输出耦合复杂网络的同步控制,提出一种自适应牵制控制方法以实现复杂网络同步.不同于现有同步控制方法,该方法利用节点输出变量构造同步控制器,只需控制网络中的部分节点就可根据同步误差自适应地调节控制器增益.利用Lyapunov方法给出复杂网络同步准则.最后对小世界网络和无标度网络进行数值仿真,结果表明文中所设计的同步方法能有效实现复杂网络的同步.

考虑输出耦合时柔顺机构拓扑与压电驱动单元的优化设计

研究了柔顺机构拓扑优化与压电驱动单元位置和尺寸的最优设计问题,首先给出了多目标优化设计模型。在优化设计模型中不仅考虑了机构与驱动器的耦合,同时还考虑了机构柔度与刚度之间的协调问题和输出耦合的抑制策略与方法,在此基础上给出了机构拓扑、驱动单元的位置和尺寸的优化算法。最后,通过算例说明了该方法的正确性和有效性。

一类离散复杂网络混沌系统的输出耦合滑模同步控制

研究了一类离散的复杂网络的输出耦合滑模混沌同步控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,得到了选取适当的控制律离散复杂网络是混沌同步的这一结论,数值仿真算例说明了该方法的有效性.

光泵THz激光器复合型输出耦合镜的设计和研究

阐述了平行和楔形衬底复合型输出耦合镜(HOC)的反射率、透射率和损耗的计算方法,特别引入了品质因子进行损耗分析,可正确评价HOC质量的优劣。模拟了楔形衬底中楔角的变化对F-P效应调制的改善程度,楔角增大到0.3°时,HOC的透射率对波长和衬底厚度的微小变化不再敏感。楔形衬底使输出THz光斑在y方向上发生畸变,但0.3°楔角时输出光斑仍可保持较好的高斯形状。

光泵气体THz激光器金属网栅输出耦合镜设计

为追求光泵气体THz激光器更高的输出功率和更好的光束质量,设计制作了金属网栅输出耦合镜,金属网栅输出耦合镜相比传统的小孔输出镜具有很多优势。详细描述了金属网栅输出耦合镜的结构,研究了金属网栅的理论模型。选择g/2a=76μm/20μm和g/2a=76μm/10μm这2组参数制作了金属网栅输出耦合镜,利用远红外傅里叶光谱仪对其THz波段的透过率进行测试,根据计算仿真得到结论:随着金属网栅线宽2a的增大,金属网栅的THz辐射透过率增大。

一类输出耦合复杂网络的同步控制

针对一类输出耦合复杂网络模型,基于网络外部同步思想,由构造Lyapunov函数的方法,得到复杂网络外部同步的条件,结果表明该类输出耦合复杂网络是外同步的,最后数值例子说明了该方法的有效性.

基于观测器的一类输出耦合网络参数辨识

诸多复杂网络控制方法一般都是在网络节点动力学的参数已知的前提下提出的。然而实际工程中,由于节点系统的复杂性,它的某些参数难以测量或者确定,参数辨识问题一直是系统控制和同步领域中的重要课题。本文针对一类输出耦合复杂动态网络模型,提出一种基于观测器的网络节点未知参数辨识方法。基于网络外部同步思想构造响应网络,利用网络中可测的节点输出变量设计自适应控制器。根据Lyapunov稳定性定理推导出控制器所需条件,进而辨识出节点参数。最后,通过仿真验证本文方法的有效性。

高亮度半导体激光器无输出耦合镜光栅外腔光谱合束

宽面发射半导体激光器的光谱合束技术对发展高功率直接半导体激光光源具有重要意义。光栅外腔光谱合束基于光栅的波长选择特性和外腔半导体激光技术,实现单个合束单元的光谱锁定和所有合束单元的合束输出,输出光束质量与单个合束单元相当,而亮度和功率得到很大的提高。基于无输出耦合镜光栅外腔光谱合束结构,实现了单个半导体激光短阵列的光谱合束,分析了光谱合束的输出光谱、输出功率和光束质量的特性,获得了70 A工作电流下40.8 W的连续输出功率,快轴和慢轴方向的光束质量分别为0.41 mm·mrad和9.16 mm·mrad(包含95%能量),相应的电光转换效率为38.4%,亮度高达67.90 MW/(cm^2·sr)。

节点含时滞的输出耦合复杂网络的自适应脉冲同步

针对节点含时滞的输出耦合动态网络模型,基于Lyapunov稳定性理论和时滞脉冲微分方程理论,设计了复杂网络同步自适应脉冲控制器,给出网络同步的充分条件,保证动态网络渐近同步于任意指定的网络中单独节点的状态,进而实现该网络的同步.理论推导和数值结果均表明该同步方法的有效性及可行性.

输出耦合的复杂网络自适应脉冲同步

应用自适应脉冲控制策略实现输出耦合复杂网络的同步.通过构造Lyapunov泛函,设计合适的自适应脉冲控器,并利用脉冲微分方程理论,建立了网络的同步准则.该准则保证了动态网络渐进同步于任意指定的网络中的单独节点的状态.数值模拟表明所得控制器的有效性.

具有数据丢包和噪声的输出耦合复杂网络鲁棒保性能状态估计

针对现实网络在数据传输中存在数据丢包和噪声干扰的特点,研究输出耦合离散时间复杂网络的鲁棒保性能状态估计问题,旨在减小数据丢包和噪声干扰对状态估计的影响。估计误差在满足均方指数收敛的前提下,能进一步满足一定的性能指标。利用Lyapunov稳定性理论与随机分析方法,以线性矩阵不等式的形式提出了鲁棒保性能状态估计增益矩阵存在的条件和设计准则。通过仿真表明,鲁棒保性能状态估计器可以有效地估计复杂网络的状态。

输出耦合功率分流液压混合动力系统控制策略

液压混合动力技术能够改善车辆燃油经济性,减少汽车尾气排放,具有重要的工程应用价值。研究了输出耦合功率分流传动系统的工作模式、功率流特性及其控制策略,并以此为基础,进一步分析了输出耦合功率分流液压混合动力传动系统的结构、工作模式,并提出了针对该系统的控制策略。为输出耦合功率分流液压混合动力技术的进一步研究提供了依据。

一种容性输出耦合结构的可调多工器

针对多个滤波器因空间干涉而布局困难、甚至可调多工器不可实现的问题,提出了将传统感性输出耦合结构改进为容性输出耦合结构的方法;基于0.20～0.43 GHz频段12路可调多工器的需求,给出了可调滤波器输出耦合结构和匹配枝节的研究。设计了一种可调多工器,采用了容性输出耦合结构的可调滤波器,实现了从滤波器输出端到耦合网络汇接处的匹配枝节长度大幅增加,幅频响应优良,通频带内的插入损耗实测结果 1.5 d B左右,通道隔离度实测结果优于50 d B,表明该方法有效,得出结论:因匹配枝节长度增加,滤波器可布局的空间和多工器路数得以增加;圆形容性耦合结构易加工实现;给其他频段多工器设计提供一定参考。

输出耦合镜材料的吸收对激光光束影响的理论分析

在给出大功率激光器输出耦合镜基模和多模两种理论模型的基础上分析了材料吸收对激光器输出光束的影响。对于在通常使用参数下，ＧａＡｓ和ＺｎＳｅ 材料输出耦合镜吸收对于激光束的影响及热透镜效应作了数值分析。

具有输出耦合的Lur’e复杂网络的自适应输出反馈牵制控制

文章应用自适应控制技术并结合牵制控制的思想,在节点部分输出状态的情况下讨论具有输出耦合的无向Lur’e复杂网络的同步问题。通过对网络中部分节点引入控制器,设计输出反馈增益的在线自适应更新协议,无向Lur’e复杂网络中所有节点能实现全局渐近输出同步。最后,利用无标度BA网络作为数值实例验证了所提出理论结果的有效性。

具有网络攻击和输出耦合的复杂网络输出反馈PID同步控制

文章研究了具有网络攻击和输出耦合的复杂网络同步控制问题.在控制器到执行器之间发生欺骗攻击和拒绝服务攻击的情况下,设计了输出反馈PID控制器.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,获得了同时满足同步误差系统均方渐近稳定和严格(Q,S,R)-γ-耗散性的充分条件.最后通过仿真验证了理论结果的可行性和有效性.

褶皱衍射光栅提升绿光量子点发光二极管的光耦合输出效率

为了解决绿光量子点发光二极管(QLED)基底模式陷入光问题,首先通过在柔性聚二甲基硅氧烷基底上蒸镀铝层,自发形成了准周期褶皱结构。这种简单、有效的方法可以制作大面积的褶皱结构,所制作的褶皱结构具有随机取向和宽周期分布的特点。然后,将褶皱结构作为外结构引入到QLED中,构筑了高效的绿光QLED。与参考QLED相比,褶皱QLED的外量子效率(EQE)从12.09%增加到16.06%,提升了32.8%;最大亮度从184600cd·m^(-2)增加到226500cd·m^(-2),在不改变发光峰位的情况下实现了基底模式陷入光的高效提取,为提升绿光QLED性能提供了一种新的选择。

基于多目标优化理论的耦合无关恒压输出型LCC/S补偿感应电能传输系统

基于传统完全谐振参数设计方法的感应电能传输(IPT)系统只有在发射线圈和接收线圈完全耦合时才能表现出最佳性能。实际的IPT系统多为变耦合系统,耦合系数变化可能导致输出电压大范围波动和效率降低等问题。该文提出一种基于多目标优化理论的补偿拓扑参数设计方法,在耦合系数和负载变化的情况下仍然可以获得相对恒定的输出电压且能够高效运行。首先,利用基波近似分析法建立LCC/S补偿IPT系统的系统方程。其次,以补偿参数为优化变量,以减小输出电压波动、提升系统效率为优化目标,以电感最大通过电流、电容最大承受电压和零电压开关为约束条件建立多目标优化模型。然后,利用多目标粒子群优化(MOPSO)算法求解所建立的多目标优化模型,并得到Pareto最优解集。最后,根据实际需要,从Pareto最优解集中选择合适的补偿方案,并进行仿真分析和实验验证。实验结果表明,优化方案的电压波动率(VFR)约为传统方案的45%,且优化方案的最低传输效率(87.5%)仍大于传统方案的最高传输效率(86.3%)。该方法可用于优化满足耦合和负载无关恒定输出、高效率、零电压开关等特性的补偿拓扑。