一种双通道小型荧光测温仪的设计与实现

荧光光纤温度传感器利用光纤技术的远距离传输,避开了恶劣的测温环境,相较传统有源测温设备的接触式测量,更适合在强电磁场、高压腐蚀等极端环境下的温度检测。针对传统的单通道电路读出结构易受外界干扰的弊端,本文设计了一种双通道的小型实用的荧光测温系统。整个测温系统分为光路设计、电路设计和程序设计3个部分。采用两路通道差分相减的创新思想,完全消除了直流分量且基本不含有随机噪声,从而得到了单一光滑的荧光衰减信号。最后通过标定实验,得到荧光寿命与温度之间的函数关系。实验结果表明,在10~130℃的温度范围内,标准温度偏差为0.5℃,基本满足强电磁场、高压腐蚀、微波热疗等一些恶劣环境下的测温需求。

新型二阶磁控忆阻器简化模型的设计与验证

忆阻理论的提出极大地推进了混沌系统的发展,丰富了混沌电路的动力学行为。运算放大器因其强大的信号处理能力,成为忆阻器电路模型的重要组成部分。本文基于低功耗差分对构建了一种极简化的运算放大器,该运算放大器将所需晶体管数目减少至2个;以此运算放大器为基础,设计了新型二阶磁控忆阻器的模拟等效电路模型和硬件实验电路。结果表明:激励信号频率增加,斜“8”字形紧磁滞回线的旁瓣面积减小;激励信号幅度增加,斜“8”字形紧磁滞回线的旁瓣面积增加。电路仿真结果与硬件电路实验结果验证了新型磁控忆阻器模型的有效性与设计方法的正确性。

求解矩阵方程AXB+CYD=E最佳逼近对称解的迭代算法

为了求解约束矩阵方程AXB+CYD=E的最佳逼近对称解,基于交替方向法和相关矩阵理论,提出了2种迭代算法,并与共轭梯度算法、LSQR算法进行了数值比较,数值实验表明2种迭代算法是有效的。

非线性矩阵方程X^s+sum from i=1 to m A_i^HX^(-t_i)A_i=Q的不动点迭代算法

为了求解非线性矩阵方程X^s+sum from i=1 to m A_i^HX^(-t_i)A_i=Q在0<s≤1,t≥1时的最大Hermitian正定解,运用不动点迭代算法和矩阵理论知识,给出了解存在的条件以及算法的收敛性证明。

迭代法求解约束矩阵方程AXB+CYD=E

约束矩阵方程在自动控制理论、生物学、电学等领域有广泛的应用.本文研究了矩阵元素和特征值区间约束下矩阵方程AXB+CYD=E最小二乘解问题.给出矩阵对(X*,Y*)是问题的解的充分必要条件,给出计算约束解的迭代方法,证明了算法的全局收敛性.

矩阵方程X-A^TX^(-1)A=Q的牛顿迭代解法

非线性矩阵方程X-A^TX^(-1)A=Q在控制理论、动态规划、插值理论和随机滤波等领域中具有广泛的应用.本文给出了该矩阵方程的等价形式并利用牛顿法对该等价矩阵方程进行求解.通过定义一类用牛顿法求根时产生的矩阵序列与用牛顿法求解矩阵方程时产生的矩阵序列相同的矩阵函数,证明了由牛顿迭代法求解矩阵方程时产生的矩阵序列包含在具有唯一解的闭球内,并收敛到闭球内的唯一解.给出了该方程近似解与真解的误差估计式,并给出了说明牛顿算法对该方程求解有效性的数值例子.

荧光余辉中非指数分量的数据处理算法分析

在高精度荧光型光纤测温系统中,由于多谱线发光、宽谱线发光等因素的存在,荧光材料发出的荧光余辉常常是一条类指数曲线,而传统的求解荧光寿命的算法如傅里叶变换、积分面积比值、最小二乘法等都无法消除非指数分量的影响。论文采用了Prony法进行多指数拟合可以减少非指数分量对测量的影响,并与前面三种数据处理方法之间进行了对比分析和仿真验证。结果表明,存在非指数分量时,Prony法具有很高的精度。