IMPROVED MODE-MATCHING AND NETWORK ANALYSIS OF E-PLANE WAVEGUIDE BRANCH DIRECTIONAL COUPLERS

The E-plane waveguide branch directional couplers are analyzed by a method which combines the multimode network theory with rigorous mode-matching approach. The electromagnetic field components are expanded by the superposition of LSEx modes rather than TE and TM modes in the mode-matching procedure. Meanwhile, the electromagnetic problem is transferred into the network problem through the mode-matching treatment. It is shown that the present method has the advantages of simplicity and less computation without affecting the accuracy of the calculation.

Cold plasma-induced effects on electromagnetic wave scattering in waveguides:a mode-matching analysis

This article presents advancements in an analytical mode-matching technique for studying electromagnetic wave propagation in a parallel-plate metallic rectangular waveguide.This technique involves projecting the solution onto basis functions and solving linear algebraic systems to determine scattering amplitudes.The accuracy of this method is validated via numerical assessments,which involve the reconstruction of matching conditions and conservation laws.The study highlights the impact of geometric and material variations on reflection and transmission phenomena in the waveguide.

电磁损耗介质对谐振腔TM_(0)模谐振频率和品质因数的影响研究

微波谐振腔作为现代工业微波器件的基本组成部分,在决定器件性能方面起着重要作用。在实际应用中,通常在谐振腔壁涂敷电磁损耗介质以满足设计需求,因此分析这类谐振腔的电磁特性具有一定的理论意义和应用价值。本文基于一个加载电磁损耗介质谐振腔的基本模型,依据模式匹配方法在介质不连续处建立起的匹配关系,得到了计算TM_(0)模谐振频率和品质因数的一般表达式,通过计算第一个谐振模式TM_(01)模分析了损耗介质厚度、种类对其电磁特性的影响规律。计算结果与电磁场仿真软件微波工作室(Computer Simulation Technology Microwave Studio,CST-MWS)仿真结果吻合良好,证明了该算法对于电磁损耗介质加载的谐振腔特性计算与分析是有效的。

基于历史数据驱动的厂站接线图自动生成

在分析电网变电站主接线方式及特征的基础上,结合电网历史图形数据,研究实现无拓扑信息场景下的电网厂站接线图自动生成。利用设备双重命名规范构建拓扑关系;通过解析历史图形间隔的组成结构,自动构建厂站特征库,为绘制目标厂站间隔提供数据基础。基于特征向量及子图匹配算法进行特征模板匹配,进而研究基于图形模板和间隔模板的布局算法,完成基于历史数据驱动的图形自动生成,达到电网厂站接线图图模数一体化构建的目的,为自动化人员的日常运维工作提供支撑。经过实际项目应用,自动生成的图形满足要求。

重大突发疫情中的对口支援关系匹配优化研究

重大突发事件中的对口支援是典型的具有中国特色的应急救援措施,也是我国社会制度优越性的重要体现。现有相关研究大多为定性研讨,鲜有从管理科学视角探讨供需双方如何实现匹配优化。研究应急响应阶段中的对口支援关系优化问题,并以全国支援湖北抗击疫情为例:首先从“人”“机”“物”等角度界定支援地供应能力,同时创新定义了受灾地的需求紧迫度和供需匹配函数,然后借鉴指派优化问题的建模思想,以加权的需求满足率最大化为目标函数,构建了应急响应阶段的对口支援结对关系匹配优化模型。计算实验表明:所提出的模型兼顾了应急资源分配的公平性,能最大限度地覆盖灾区需求情况;在资源紧缺和资源充裕两个极端情况下,“物”和“人”分别是提升灾区需求满足率的关键。

时间匹配程度对学龄儿童通学出行方式的影响

改善学生与家长的通勤时间约束、优化或转变儿童通学出行方式是缓解拥堵、提升安全的有益选择。基于时间地理学理论,提出儿童通学时间与家长通勤时间的匹配程度测度方法,划分时间制度约束型、出行时间宽裕型和出行时间约束型三种时间匹配值类型。采用多项Logit模型分析父母不同时间匹配值类型对儿童通学出行方式的影响。结果表明,家长与儿童的时间匹配程度会影响儿童通学出行方式选择。在不同时间匹配值类型条件下,儿童通学出行方式与家长性别高度关联。上学出行中,母亲与儿童在时间制度约束下小汽车出行比例增加;放学出行中父亲受到时间制度约束反而会增加儿童步行通学出行的概率。因此,制定鼓励学生步行通学出行的政策时要重视时间制度与上下学时间情境的影响。

基于ABS+ESC混合动力商用车制动系统的开发应用

基于传统底盘的混合动力商用车整车开发流程是在传统防抱死制动系统(ABS)+电子稳定控制(ESC)系统商用车开发流程的基础上,将传统的燃油发动机制动系统与传统商用车二类底盘做匹配的过程。文章详细阐述了混合动力制动系统在传统燃油制动系统增加纯电模式,匹配电控空压机、电控空气干燥器、ABS+ESC的设计、储气筒容积、电控脚制动阀及管线的匹配设计。通过匹配计算选型,搭载整车通过各种道路试验对制动性能做全方位的试验验证过程及应用。通过对混合动力牵引车的制动系统制动效能的验证及制动时方向稳定性等制动性能方面的试验,发现制动响应时间、制动减速度、制动距离、驻车制动性能及应急制动性能等满足国家法规要求。

矩量法的一般波端口电磁建模方法

针对矩量法中非规则截面波端口的电磁建模问题,提出了一种基于高阶基函数矩量法的一般波端口建模方法。基于等效原理和模式匹配法建立了波端口表面积分方程,并利用二维有限元法对非规则波端口的模式进行高精度数值分析,将矩量法的规则波端口模型拓展为可用于规则及非规则波端口建模的一般波端口模型。在此基础上,使用定义于双线性曲面四边形单元的高阶基函数取代传统低阶基函数,减少了矩量法矩阵的未知量,显著降低了算法的内存需求和计算时间。通过数值算例对方法进行测试,与有限元法的数值结果进行对比,验证了方法的正确性;与低阶矩量法的数值结果对比,验证了方法的高效性。结果表明,该方法进行一般波端口模型建模仿真具有高效率和高数值精度的特点。

一种基于逐次变分模态分解的谐波检测方法

传统谐波检测算法受噪声影响导致检测精度低,并且边界处容易出现畸变。对此,本文基于逐次变分模态分解,提出一种结合小波降噪和特征波形匹配延拓的谐波检测方法。首先,通过构造的自适应小波阈值函数对信号进行平滑降噪,剔除不良数据对分解结果的干扰;其次,利用特征波形匹配延拓法对信号边缘进行延拓后再裁剪,遏制边界效应带来的波形端点处畸变;最后,使用逐次变分模态分解对谐波信号进行检测,提取稳态谐波的幅频信息以及定位暂态谐波的起止时刻。仿真实验表明,本文提出的方法有效降低了噪声的干扰,并减轻边界效应造成的波形畸变。在电弧炉实例信号仿真中,幅值平均误差和频率平均误差分别为0.545%和0.146%。

环状气囊水消声器声学性能的预测与分析

水消声器作为一种有效的噪声控制装置被广泛应用于水管路系统。分别使用模态匹配法和有限元法对环状气囊水消声器的声学性能进行仿真计算,分析气囊水消声器声学特性的原理,并研究气囊水消声器不同媒介间的特性声阻抗大小关系对消声性能的影响规律。计算结果表明:由于阻抗失配关系,在气囊水消声器中气体对声波的传递起主要反射作用。随着橡胶的特性阻抗增大,橡胶会对从水中传递过来的声波起到一定的阻碍作用。当气体体积被压缩时,气体对声波的反射衰减效果会逐渐减弱,从而使得气囊水消声器的传递损失曲线整体幅值下降,消声性能减弱。

基于手机信令数据的交通方式识别模型

为解决现有研究在区分居民交通方式方面存在的问题,提出一个基于手机信令数据的居民交通方式分类模型。模型数据清洗部分采用滑动窗口方式提取3类特征训练模型,成功检测出80%以上的噪声数据;交通识别部分划分为3个二分类问题,即机动车与非机动车、步行和骑行、公交车和私家车。模型利用自主采集的信令数据,结合路网、导航数据和站点匹配算法,设计出居民交通方式分类模型。实验结果表明,与其它方法相比,公交车和私家车的分类准确率达到94%,4种分类结果的整体准确率达到了86.76%,验证了该设计的准确性和可行性。

根瘤菌和丛枝菌根真菌单双接种对不同品系大豆生长的影响

为探索丛枝菌根真菌(abuscular mycorrhiza fungi,AMF)和大豆根瘤菌单双接种效果及其与不同品系大豆的匹配性,采用蛭石混土作为基质在光照培养室(26℃,16 h光照/8 h暗期,相对湿度75%)进行盆栽试验,探究根瘤菌与AMF单接种和双接种对我国大部分区域种植的10种不同品系大豆生长的影响。结果显示,根瘤菌Bradyrhizobium japonicum USDA110和菌根真菌Rhizophagus irregularis均能侵染10种品系大豆植株,形成共生结构。单接种根瘤菌和菌根真菌均能显著提高大豆地上部鲜质量,其中单接种根瘤菌能使品系大豆119、851、921植株地上部鲜质量增加102%~429%,单接种菌根真菌也能使大部分品系大豆地上部鲜质量增加39%~255%。根瘤菌和菌根真菌双接种条件下,菌根真菌的侵染共生表现出共生定殖延迟的现象;菌根真菌存在时,品系大豆985、851、115根系的单个根瘤体积增大,固氮酶活性增强。因此,相同接种方式对不同品系大豆影响不同,相同品系大豆经过不同接种方式处理,长势存在差异;985、115品系大豆采用双接种方式最佳,167、509、921、187品系大豆采用单接种根瘤菌方式效果最佳,119、909、045则可采用单接种根瘤菌或菌根真菌来提升产量。

硅微轴对称陀螺全角模式下的模态匹配优化技术

硅微轴对称陀螺全角模式下频率裂解会产生较大阈值,通过模态匹配的优化可以减小频率裂解。通过分析全角模式振型进动特点和刚度轴偏差原因,提出了一种高精度模态匹配技术。通过对陀螺进动状态时频率波动信息的分析,解调出其幅值和相位信息作为参考量,调整调谐电压以及调轴电压,从而实现模态匹配。实验结果表明,所提方法相较于传统开环模态匹配方法,频差从0.27 Hz提升至0.1 Hz以内,阈值从8°/s提升至3°/s,在相同360°/s转速下,输出角速率误差由18°/s降低至10°/s。

储氢场景与氢气储运系统的多维度模式匹配优化研究

基于三角模糊层次分析法对不同储氢场景与储运系统的质量储氢密度、体积储氢密度、制备能耗、安全性要求、平均充放氢时间等特征参数进行评价分析;耦合计算经济性分析方法建立不同用氢场景氢气储运系统的多维度模式匹配模型;基于所建立的多维度模式匹配模型对加氢站场景的储运系统的模式匹配进行分析,对不同氢气储运方式进行多维度综合评分,获得不同运输距离以及储氢质量下最优的用氢场景与氢气储运系统的匹配模式。当运输距离较短时,最优储氢方式为低温液态储氢;当中等运输距离和较小储氢质量要求时,最优储氢方式为高压气态储氢;当较大运输距离及较大储氢质量要求时,最优的储氢方式为金属吸附储氢。

混合动力商用车制动系统的匹配设计

混合动力商用车制动系统是在传统燃油车的基础上将燃油制动系统转变为燃油、纯电模式的混合动力制动系统的过程。文章详细阐述了混合动力制动系统的压缩空气管路,电控空压机、电控空气干燥器、电控制动总阀及管线的匹配设计。通过匹配设计,搭载整车进行试验验证的过程及应用。

一种非匹配模式恒定跨导的轨到轨运算放大器

针对传统轨到轨运算放大器输入级跨导恒定受工艺影响,提出了一种非匹配模式低失调恒定跨导轨到轨运算放大器,输入级电路采用最大电流控制法。该运放通过对P输入对管电流的监测,来控制N输入对管的电流,从而实现与工艺无关的恒定跨导的要求。输出级采用折叠式共源共栅的有源负载与AB类控制的输出级结合,提高电压增益,增加电压输出动态范围。运放基于DB Hitek 0.18μm工艺完成电路设计。仿真结果表明:在电源电压为+2.5 V和−2.5 V时,该运放的共模输入范围为−2.5~2.5 V,动态输出范围为−2.5~2.5 V,平均输入失调电压为12.7μV,开环增益为98 dB,相位裕度为73.1°,带宽为73.1 MHz,电源抑制比为90 dB,共模抑制比为95 dB,压摆率为57.1 V/μs,跨导变化率仅为4.9%,满足了恒定跨导的要求。

乡村振兴背景下高职院校助力农村人才培养的模式研究

实施乡村振兴,人才是重中之重,现阶段高职院校的重要使命之一就是为乡村振兴培养专业人才。但大多数高职院校的人才培养模式,与乡村振兴的需求连接性不高。在乡村振兴背景下研究高职院校人才培养模式,改变乡村发展和高职院校连接不紧密的情况,引导学生积极参与乡村建设,成为乡村振兴源源不断的人力资源,形成对农村人才培养的助力。同时,高职院校通过建立乡村教学实践基地、鼓励毕业生返校创业等手段对原有人才培养模式进行调整,形成新的人才培养模式,三百六十度全方位对学生进行培养,在乡村振兴的大背景下增强助力农村人才培养的力度。

基于阻抗匹配的直驱式波浪发电系统滑模功率优化

采用传统共振方法控制的直驱式波浪发电系统,不规则激励下可能存在性能下降的问题,为此提出改进阻抗匹配控制策略。基于系统等效电路模型,构造出波浪能最大功率捕获条件;为适应实际运行工况,引入约束处理机制,改变增益调节浮子速度和位移,保证系统安全运行。以激励力、电磁力为未知输入,设计滑模观测器,检测波浪力信息,结合矢量控制策略,控制电机跟踪理想轨迹,实现功率优化控制。仿真结果表明,滑模观测器观测精度高,可在线估计激励力,所提策略能兼顾系统运动状态与输出功率,提升系统波能获取。

正交匹配追踪优化稀疏频散Radon变换多模式导波分离方法

原始频散Radon变换(DRT)方法中的有限孔径效应以及算子非正交性影响了DRT导波信号参数提取的精度,因此提出了一种稀疏频散Radon变换方法以实现更精确的导波混叠模式分离和参数估计。该方法基于导波信号的参数域稀疏性,引入正交匹配追踪算法构造代价函数,经多次迭代在频散Radon域中获得稀疏能量谱,可精确分离阵列导波信号中的混叠模式并去噪。对不同信噪比下各模式仿真信号,稀疏DRT方法的信号重建误差较原始频散Radon变换方法下降51.1%。仿真和实验验证了所提算法在导波模式参数提取和混合模式分离方面的可靠性。

MEMS陀螺发展综述

MEMS陀螺是基于微机械电子技术(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)开发的惯性传感器。得益于体积小、成本低等优点,MEMS陀螺被广泛应用于航空航天、工业控制、消费电子等领域。为了研究MEMS陀螺性能与控制方法之间的关系,首先介绍了MEMS陀螺的工作原理和主要性能参数,然后综合分析了MEMS陀螺发展的4个阶段:开环陀螺、力平衡陀螺、全角陀螺和频率调制陀螺,最终对MEMS陀螺未来技术发展趋势进行了总结。