基于Ⅱ类超晶格的中波红外带间级联探测器(特邀)

为了提高红外探测器的工作温度,基于InAs/GaSb II类超晶格材料设计了一种五级带间级联结构中波红外光电探测器,并采用分子束外延技术和标准化光刻及刻蚀技术进行了器件的制备。在77 K时,该器件的50%截止波长是4.02μm,在0 V时峰值探测率为1.26×10^(12) cm·Hz^(1/2)/W;在300 K零偏压下,该器件的50%截止波长是4.88μm,峰值探测率为1.28×10^(9) cm·Hz^(1/2)/W,实现了高温探测。从180 K到300 K,器件的暗电流主要由扩散电流主导。在77 K到220 K温度范围的暗电流曲线中观察到了负微分电阻现象,并解释了峰谷电流比相对于温度变化的趋势。研究结果表明,具有带间级联结构的T2SL探测器可以进行室温工作,在中波范围内有比较明显的优势。

新工科背景下车削基础的教学实践

车削基础项目是各高校金工实习/工程训练的重要环节,传统的教学方法和内容已经无法适用于新工科背景下的工程实践教学。本文从教学目标、课程设计和教学实践三方面具体介绍了如何改进该项目的教学。在教学过程中,除了使用3D打印制作教具,加入尾座教学和在知识点上联系数控车床外,还需要把安全放在首位,同时,还要融入思政元素,培养学生的爱国情操,培养符合社会主义核心价值观的新工科人才。

基于深度学习的机器视觉实验系统设计

随着人工智能领域的快速发展,机器视觉技术从以前依赖于传统图像处理方法发展到结合深度学习,并已得到广泛应用。针对上述趋势,设计了一个可降低学习门槛的基于深度学习的机器视觉实验系统。该系统使用Robomaster EP机器人、AI端侧模块和AI训练平台,实验内容涵盖深度学习在机器视觉领域应用时的全部流程,包括数据采集、数据标注、模型训练部署和实践,无需复杂的软件环境配置,界面直观,易于实践,对个人编程经验要求较低,可扩展至非计算机和人工智能专业学生。应用实践结果表明,所设计的实验系统操作简易,兼具实用性和可扩展性,有助于学生直观地理解深度学习技术在机器视觉领域的具体应用过程,激发其对后续深入学习的兴趣。

梁的强非线性超、次谐波共振

本文采用改进的L -P法研究梁的强非线性振动 ,分析了超谐波共振和次谐波共振两种情况。首先建立了梁振动的Duffing方程 ,然后采用改进的L -P法分别求解超谐波响应和次谐波响应 ,最后给出两个典型算例 ,其计算结果与增量谐波平衡法和经典的L -P法进行比较。算例表明 ,改进的L -P法得出的计算值与增量谐波平衡法所得出的结果非常吻合 ,但是经典的L -P法就失效了。

轴向运动体系横向非线性振动的联合共振

研究轴向运动体系横向非线性振动的联合共振问题。根据哈密顿原理建立梁的横向运动微分方程 ,采用分离变量法分离时间变量和空间变量 ,并利用 Galerkin方法离散运动方程 ,进而采用多元 L - P方法对具有内部共振条件下的轴向运动梁的联合共振问题进行求解。典型算例表明多元 L - P法是一个适合于轴向运动体系非线性振动分析的好方法 ,在小振幅振动时其计算结果与增量谐波平衡法 (IHB法 )的结果相一致。

纵向与横向振动耦合作用下轴向运动梁的非线性振动研究

利用增量谐波平衡法(IHB法)研究轴向运动梁在纵向与横向振动耦合作用下的非线性振动,尤其是在横向第1,2固有频率之比ω1/ω2接近1∶3情况下的内部共振。首先利用哈密顿原理建立非惯性参考系下轴向运动梁的振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用Galerkin方法离散运动方程。再利用IHB法进行非线性振动的分析。典型算例获得了纵向振动与横向振动耦合时非线性振动复杂的频幅响应曲线,探讨了耦合情况下对系统振动的影响,揭示了很多复杂而有趣的非线性现象。

外激励力作用下的轴向运动梁非线性振动的联合共振

研究轴向运动梁在外激励力作用下非线性振动的联合共振问题。利用哈密顿原理建立横向振动的轴向运动梁的振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用G a lerk in方法离散运动方程。采用IHB法进行非线性振动求解,分析在内共振条件且外激励作用下的联合共振问题,对周期解进行稳定性的判定。典型算例获得了不同外激励力振幅时系统非线性振动的复杂频幅响应曲线。

锑化物二类超晶格红外探测器

本文主要展示了近几年来该课题小组在InAs/GaSb二类超晶格红外探测器领域取得的一些研究成果,如在短波波段(1～3μm)、中波波段(3～5μm)、长波波段(8～12μm)、甚长波波段(>14μm)等单色器件的成果,以及双色InAs/GaSb二类超晶格红外探测器方面的成果,如短/中波双色、短波/甚长波双色,长波/甚长波双色红外探测器等单管器件。除此之外,还展示了384×288中波波段InAs/GaSb二类超晶格红外焦平面探测器组件。

含外激励van der Pol-Mathieu方程的非线性动力学特性分析

本文针对含有自激励,参数激励和外激励等三种激励联合作用下van der Pol-Mathieu方程的周期响应和准周期运动进行分析,发现其准周期运动的频谱中含有均匀边频带这一新的特性.首先,采用传统的增量谐波平衡法(IHB法)分析了van der Pol-Mathieu方程的周期响应,得到了其非线性频率响应曲线;再利用Floquet理论对周期解进行稳定性分析,得到了两种类型的分岔及它们的位置.然后,基于van der Pol-Mathieu方程准周期运动的频谱中边频带相邻频率之间是等距的且含有两个不可约的基频的特性(其中一个基频是已知的,另一个基频事先是未知的),推导了相应的两时间尺度IHB法,精确计算出van der Pol-Mathieu方程的准周期运动的另一个未知基频和所有的频率成份及其对应的幅值,尤其在临界点附近处的准周期运动响应.得到的准周期运动结果和利用四阶龙格-库塔(RK)数值法得到的结果高度吻合.最后,研究发现了含外激励van der Pol-Mathieu方程在不同激励频率时的一些丰富而有趣的非线性动力学现象.

不同运动速度下轴向运动梁的非线性振动研究

应用增量谐波平法(IHB法)研究在不同轴向运动速度下运动梁的非线性振动。根据哈密顿原理建立梁的横向运动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量,并利用Galerk in方法离散运动方程,得到了带3次非线性项的多自由度方程。典型算例获得了轴向运动梁横向非线性振动在不同速度下的频率-振幅响应曲线,讨论了出现内部共振的临界速度vc。

纵横向耦合轴向运动梁的自由振动响应研究

研究轴向运动梁在纵向与横向振动耦合下的自由振动响应,尤其是在横向第1,2固有频率之比ω1/ω2接近1:3内共振条件下的系统响应.利用哈密顿原理建立非惯性参考系下轴向运动梁的振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用Galerkin方法离散,得到了运动梁含有2次和3次非线性项的运动微分方程.利用增量谐波平衡法(IHB法)分析纵向与横向振动耦合时非线性振动复杂的频幅响应曲线,探讨了相互耦合下系统在横向前2阶固有频率附近没有横向外激励作用下的自由振动响应,揭示了很多复杂而有趣的非线性现象.

轴向运动体系非线性振动分析的多元L-P方法

采用多元L-P方法分析轴向运动体系的非线性振动。根据哈密顿原理建立梁的横向运动微分方程,利用Galerkin方法离散运动方程。研究了轴向运动梁在强迫力作用下的内部共振问题,获得了反映内部共振复杂的频率—振幅响应曲线。算例表明推广的多元L-P法是一个适合于轴向运动体系非线性振动分析的好的定量方法。

优化迭代步长的两种改进增量谐波平衡法

增量谐波平衡法(IHB法)是一个半解析半数值的方法,其最大优点是适合于强非线性系统振动的高精度求解.然而,IHB法与其他数值方法一样,也存在如何选择初值的问题,如初值选择不当,会存在不收敛的情况.针对这一问题,本文提出了两种基于优化算法的IHB法:一是结合回溯线搜索优化算法(BLS)的改进IHB法(GIHB1),用来调节IHB法的迭代步长,使得步长逐渐减小满足收敛条件;二是引入狗腿算法的思想并结合BLS算法的改进IHB法(GIHB2),在牛顿-拉弗森(Newton-Raphson)迭代中引入负梯度方向,并在狗腿算法中引入2个参数来调节BSL搜索方式用于调节迭代的方式,使迭代方向沿着较快的下降方向,从而减少迭代的步数,提升收敛的速度.最后,给出的两个算例表明两种改进IHB法在解决初值问题上的有效性.

1∶1内共振条件下受基础激励屈曲梁的非线性振动和分岔分析

研究两端固定屈曲梁这种同时含有2,3次非线性项的系统受基础简谐激励作用下的非线性振动响应及分岔演化过程。对屈曲梁的运动微分方程,利用Galerkin方法分离时间和空间变量,应用增量谐波平衡(IHB)法自动追踪屈曲梁的非线性振动响应的周期解和倍周期解,并用Floquet理论分析其解的稳定性。研究表明屈曲梁对称模态的固有频率随屈曲程度而变化,反对称模态的固有频率保持不变。研究发现基础简谐激励作用下,不同屈曲程度时存在两种截然不同的非线性现象:1)在非共振时,反对称模态未能被激发,系统经过发生倍周期分岔通向混沌运动;2)在1∶1内共振条件下,反对称模态在一定的频率区间里会被激发,系统发生Hopf分岔导致具有等间距边频带的准周期运动,最后至混沌运动。利用IHB法得到结果与用Runge-Kutta法得到的数值结果一致。

大型建筑结构健康监测的海量数据处理与数据库开发研究

在大型建筑的结构健康监测中,要对大量不同类型的传感器采集到的数据信号进行处理。基于Oracle数据库开发平台,根据各传感器的分类、采集的时间,建立相应的数据库系统。该系统能有效地对采集到的海量数据进行存储、管理、查询及异常数据的预警处理。将着重介绍该数据库系统的功能、特点、结构以及系统的框架组成,并以振弦式应变传感器采集到的数据信号的实例描述该系统处理海量数据的特点。

轴向运动梁非线性振动内共振研究

采用多元 L-P 方法分析轴向运动梁横向非线性振动的内共振．首先根据哈密顿原理建立轴向运动梁的横向振动微分方程，然后利用 Galerkin 方法分离时间和空间变量，再采用多元 L-P 方法进行求解．推导了内共振条件下频率-振幅方程的求根判别式．理论分析发观内共振与强迫力的振幅有关，而且可以从理论上决定这一界乎不同内共振的强迫力振幅的临界值．典型算例获得了轴向运动梁横向非线性振动内共振复杂的频率振幅响应曲线，揭示了很多复杂而有趣的非线性振动特有的现象．多元 L-P 方法的数值结果，在小振幅时与IHB 法的结果一致．

索网结构静力分析的动态松驰法

应用动态松弛法 ,计算索网结构的位移和拉力。根据理论分析 ,给出时间增量和阻尼系数的一个取值公式 ,从而解决了以往凭经验选取这两个重要参数的困难。

轴向运动梁横向非线性振动研究

应用增量谐波平衡法(IHB法)研究轴向运动梁横向非线性振动的内部共振.根据哈密顿原理建立非惯性参考系下轴向运动梁的横向振动微分方程,采用分离变量法分离时间变量和空间变量并利用Galerkin方法离散运动方程,再应用IHB法进行非线性振动分析,研究了在固有频率之比ω20/ω10接近于3:1情况下,外激励频率ω在ω10,ω20附近的具有内部共振的基谐波和次谐波响应.数值结果表明了IHB法是一个求解轴向运动体系非线性振动的非常有效的半解析、半数值的方法.

基于FPGA的自适应FIR复数滤波器设计

本文探讨一个可编程数字滤波器在FPGA实现的可行性,整个系统基于LMS算法,用VHDL语言编写,采用自顶向下的设计。另外,本系统设计考虑了吞吐量的要求,因此引进流水线运算来提高SymbolRate。系统用maxplusII仿真,采用的device为EPF10k130EFC672-1x。此系统的设计将有助于今后4G手机系统的数字滤波器的开发。

关于轴向运动梁科氏加速度的注释

对轴向运动梁横向非线性振动方程中出现的科氏加速度从理论力学的角度加以注释．