部分相干多离轴涡旋矢量光束的传输特性

基于相干与偏振的统一理论,采用傅里叶变换和卷积定理的方法,研究了携带多个离轴涡旋相位的径向偏振矩形对称余弦-高斯关联结构光束的传输特性.结果表明,该光束因其独特的空间相干结构而具有自分裂特性,可以分裂成4束完全相同的子波瓣.更重要的是,多离轴涡旋相位的调制可以作用在每个子波瓣上.当相干度较大时,通过调制光束的离轴涡旋数量N_(0)和光束阶数可以在焦平面处产生具有三角形或正方形等多边形空心光强分布的光斑阵列,并且每个子波瓣上对应的偏振态呈现倒三角形或斜正方形的椭圆分布.当相干度较小时,部分相干光束的空间相干性调控占主导作用,多离轴涡旋相位的调制效果消失,每个子波瓣的光强退化成高斯形式分布,但其偏振态分布仍保持不变,与光束阶数和相干长度无关.此外,当利用障碍物遮挡住其中一个离轴涡旋相位时,光束仍具有一定的自修复能力.然而,若将其中一个离轴涡旋相位完全遮挡住,此时每个子波瓣的强度分布和偏振态分布都遭到破坏,会出现不同程度的“缺口”.

基于Observer的典型飞行学员起飞阶段操作行为差异研究

为了研究飞行学员起飞训练阶段的行为特性,选取某航校培训的150名飞行学员,在实训固态模拟机(DA-40)上执行大侧风起飞航线任务,通过多角度录像的方法记录下飞行的全过程,并选取A、B两组飞行学员(表现最好和最差)的操作视频,对其操纵动作进行编码,应用The Observer XT(12.0)行为分析软件得出两组飞行学员各行为的可视图,并结合数理统计的方法对其俯仰操纵、航向操纵、滚转操纵等行为的持续时间、发生频次、所占飞行总时长的百分比进行对比分析。结果表明:在大侧风起飞任务下,两组飞行学员的俯仰操纵和滚转操纵行为在持续时间、发生频次、所占飞行总时长的百分比差异较为明显,其他操作行为无显著性差异。

高转换效率腔内倍频外腔面发射蓝光激光器

高功率高光束质量的蓝色激光在激光显示与照明、水下通信和成像、有色金属加工等许多领域具有广泛应用前景.本文利用增益芯片底部的高反镜分布布拉格反射镜、折叠镜以及后端反射镜构成V型谐振腔,通过腔内插入非线性晶体LBO,获得了高转换效率的高功率、高光束质量蓝光输出.实验研究了非线性晶体的长度、基频激光的线宽、倍频走离角的补偿等不同因素对外腔面发射激光器腔内倍频蓝光输出功率的影响.在LBO的Ⅰ类相位匹配条件下,当晶体长度为5 mm,所用双折射滤波片厚度为1 mm时,获得超过6 W的491 nm波长蓝光输出,x和y方向的光束质量M2因子均为1.08,倍频转换效率为63%.

基于高局域化FBG的液相扩散过程监测方法研究

提出了一种利用高局域化光纤布拉格光栅测量液相扩散过程的方法。采用飞秒激光和相位掩模法在载氢的普通单模光纤中成功制备了一种高局域化光纤布拉格光栅,其折射率变化区域在光束入射方向上高度局域在纤芯中,从而在透射光谱中除了具有纤芯模式对应的损耗峰之外,还具有丰富的包层模式对应的损耗峰,纤芯模式和包层模式对应的损耗峰分别达-17.6 dB和-17.2 dB。实验测得光栅截止模式对液体折射率很敏感,截止模式对应的损耗峰中心波长随液体折射率呈线性变化,折射率灵敏度为531.69 nm/RIU,而纤芯模式几乎不随液体折射率发生改变,可用于折射率测量过程中的温度补偿。将高局域化光纤布拉格光栅布设在两种液体的分界面处时,随着液相扩散过程的进行,光纤周围液体的折射率发生变化,通过监测高局域化光纤布拉格光栅透射光谱中截止模式中心波长的变化,实现了对液相扩散过程的原位实时监测。

基于汽车EPS系统电机相线切断功能的驱动电路分析与改进

为了提高汽车的安全性能,基于电动助力转向(EPS)系统的电子控制单元(ECU),要求电机的各个相线可以切断,以保证EPS在发生故障时,驾驶员仍可以较顺畅地操控方向盘,防止事故发生。基于TLE9183QK预驱动芯片的激活相线切断电路(APC)功能的推荐应用电路进行了测试及仿真,分析了电机相线切断驱动电路失效的原因,并在其基础上对电路进行了改进,解决了控制信号通过电容器进行隔离传输时产生的相对电势反向的问题。试验及仿真结果表明:通过对电容器信号输出端的控制信号进行电荷补偿,可使TLE9183QK的APC引脚正常驱动EPS电机相线切断电路。

六边形磁链轨迹的无刷直流电机直接自控制

按照定子磁链运动轨迹的不同,直接转矩可分为2大流派,圆形轨迹称为直接转矩控制,六边形轨迹称为直接自控制。近来国外尝试将直接转矩控制应用到无刷直流电机上,但受关断相电压不确定的影响,定子磁链与给定磁链均呈现周期性变化,在一个周期内其幅值逐渐增大,计算复杂。为此,该文将基本直接自控制引入无刷直流电机,将定子磁链的3个投影与1个常数比较,以更简单的结构实现了无刷直流电机地高性能控制。仿真与实验证明:常见的无刷直流电机三三导通方式可以看作是直接自控制的特例,对应直接自控制在全速运行;转矩动态响应时间不超过1ms。

超空间矢量下无刷直流电机的直接转矩控制

直接转矩控制在无刷直流电机上应用的现有方案存在2点不足,造成系统复杂:给定磁链是转子位置的函数和定子磁链计算受关断相电压变化的影响。其根本原因在于关断相的存在。为解决此问题,提出无刷直流电机的超空间矢量理论,指出关断相只影响磁链,不影响转矩。将关断相电压放置到与abc平面垂直的z轴,令电压矢量与定子磁链在三维空间中运动。定子磁链在abc平面上的投影轨迹是六边形,由导通两相的电压积分得到。由于关断相电压在abc平面上的投影为零,在系统实现时就不用考虑。实现策略为直接自控制,不需要转子位置信号。该理论对关断相的处理极大简化了系统,仿真与实验结果证明了其正确性。

考虑相变的炸药烤燃数值模拟计算

以低熔点的TNT炸药为研究对象,根据已有的TNT炸药烤燃实验,建立了炸药烤燃热反应模型,模型除了考虑炸药热传导外,还考虑了炸药多步化学反应、炸药相变和液态炸药的对流传热。采用计算流体力学软件Fluent,对加热速率为0.05K·s-1时TNT炸药的烤燃过程进行了数值模拟计算,得到了TNT炸药的剧烈反应时间为4150s,炸药点火时3号特征点的温度为226℃;与实验结果比较,验证了计算模型和相关参数的正确性。分析了不同加热速率下(0.3K·s-1,0.05K·s-1,3.3K·h-1)TNT炸药相变和温度变化情况。计算结果表明,烤燃中炸药相变熔化是从外向内逐步进行,未熔化的固态炸药会在重力作用下出现沉降。炸药熔化时会吸收热量,使温度上升速度减小。刚熔化的炸药在对流作用下温度会在短时间内快速上升。液态炸药存在热对流和热传导的共同作用,使炸药内部温度分布的均匀性增加。炸药相变对炸药点火温度,点火时间和点火位置都有影响。

我国部分优秀男子跳远运动员起跳环节肌肉用力特征

通过表面肌电遥测和高速摄影同步测试,揭示优秀跳远运动员起跳环节肌肉用力特征。结果显示:在起跳环节中,股外侧肌、股内侧肌、股二头肌、比目鱼肌、腓肠肌是起跳腿的主要用力肌肉;在起跳腿即将着地前,所测肌肉均有较明显的预激活现象;着地后,肌肉用力的激活顺序依次为胫骨前肌、股二头肌与股内侧肌、股外侧肌、比目鱼肌、腓肠肌内侧头、股直肌、臀大肌;肌肉用力的失活顺序依次为胫骨前肌、股直肌、股内侧肌、股外侧肌、臀大肌、腓肠肌、股二头肌、比目鱼肌:肌肉用力持续时间长短依次为股二头肌、比目鱼肌、股外侧肌、腓肠肌内侧头和股内侧肌、臀大肌、股直肌、胫骨前肌。起跳腿拮抗肌共同收缩的特征为:缓冲阶段踝关节拮抗肌共同收缩最强烈,而在蹬伸阶段膝关节拮抗肌共同收缩最强烈。

两相导通无刷直流电机直接转矩控制零电压矢量特性分析

无刷直流电机(BLDCM)直接转矩控制(DTC)方法的实现最终落实到电压矢量的选择和发送上,其中零电压矢量的正确定义和使用对电机性能有着至关重要的影响。该文详细分析两相导通无刷直流电机直接转矩控制方法在反电动势非正弦、存在关断相条件下零电压矢量的定义方法,并对所得到的零电压矢量作用条件下电机电流、端电压和转矩变化规律进行理论分析。分析结果指出,零电压矢量选择不当会引起关断相续流二极管续流,从而导致关断相产生负转矩,影响电机性能,背离了两相导通的控制初衷。该文提出一种基于零电压矢量的改进控制方法,根据所提出的新电压矢量选择表,通过合理选择零电压矢量能够有效避免关断相产生转矩,进而改善电机控制性能。实验结果验证了理论分析的正确性以及所提控制方法的有效性。

数显涡流电导仪的研制

本文利用ANSYS软件通过涡流检测线圈阻抗的数值计算,表明涡流检测传感器相对于被测导体的提离效应在阻抗平面图上是近似为直线的轨迹,提出利用相位变换的方法实现提离干扰信号的抑制,并在此原理基础上,设计了以ARM9微处理器为核心的、基于幅相鉴别抑制提离效应的涡流电导仪硬件电路,并给出了系统的软件层次框架。最后对标准试块进行测量,分析了测量结果和提离抑制效果,为研制智能化数显涡流电导仪提供了良好的基础。

永磁同步电动机调速系统PI控制器参数整定方法

针对永磁同步电机(PMSM)调速系统,基于PMSM调速系统的频域模型,推导出了电流和速度PI控制器参数的解析计算式,推导过程考虑了逆变器、死区、延时、反馈滤波器及其他非理想因素的影响,并结合工程实际,明确界定了电流环和速度环的开环截止频率和相位裕度的合理取值范围。根据系统性能要求,设定期望的电流环和速度环开环截止频率和相位裕度,通过所提出方法,可解析计算PI控制器参数;也可根据设定的PI参数,反计算系统的开环截止频率和相位裕度,对设定的PI参数的性能进行预评估。该整定方法建立了系统频域参数、控制器参数和系统时域性能的联系,整定目标直观明确,且参数物理意义明确,计算过程简单易实现。文中通过大量的仿真表明了所提出方法的正确性,实验结果也验证了该整定算法有效可行。

荷电型小孔系列超滤膜的研制

本文以新型材料含酚酞侧链的磺化聚芳醚砜为膜材料,成功地用一般相转化方法制得了能截留分子量在1000—30000之间的荷电型系列小孔超滤膜。考察了铸膜液和凝胶浴组成、温度及蒸发时间,温度等参数对膜性能的影响,并研究了膜的荷电性能及其与膜孔径以及膜分离性能之间的关系。

待发段火箭倾倒实时监测技术研究与实现

倾倒故障作为火箭待发段的一种故障形式,严重地威胁着航天员的安全。待发段倾倒应急救生的关键在于及时获取准确可靠的箭体姿态与倾倒信息,为指挥员实时提供可靠的逃逸判决依据。本文从应用角度,综合光学与计算机图像处理技术,提出了一种简单而实用的火箭倾倒监测技术,并简要介绍了应用此技术实现的系统主要功能结构与性能特点。本文介绍的技术也可应用于其他需要定位与姿态监视测量的领域。

可提高光刻分辨率的新技术

详细研究了离轴掩模的原理 ,将离轴照明 (OAI)与相移掩模 (PSM)技术结合起来 ,在掩模上同时实现两种功能 ,较大程度地提高了光刻分辨力 .实验表明 ,在数值孔径 0 .42 ,i线曝光波长下 ,可将光刻分辨力从 0 .8μm提高到 0 .5μm.

无人机起飞段航迹控制方案设计与数学仿真

给出了无人机起飞段航迹控制系统的一种设计方法 ,即纵向运动与侧向运动分离控制 .在铅垂平面内通过俯仰角程序控制以间接控制航迹角 ,而在侧向平面内则由侧向位置偏差信号生成侧向过载控制指令 .无人机起飞段因大推力火箭助推器的存在 ,姿态和过载都有显著变化 ,且起飞段速度低 ,距离地面不高 ,难于控制 .

分户式低谷电蓄热供暖系统的蓄放热特性

提出基于相变材料(PCM)的分户式低谷电蓄热供暖系统,通过数值模拟及实验研究对其蓄放热特性和供暖性能做出全面评价。采用Fluent对相变蓄热供暖系统的蓄放热过程进行了数值模拟,分析了不同入口风速、不同入口风温和不同种类蓄热材料等因素对蓄热供暖系统放热性能的影响,通过实验研究验证了模拟工况的正确性。结果表明,入口风速对系统放热性能的影响较大,随着入口风速的提高,系统平均出风温度降低,瞬时供暖负荷增大;入口风温对系统放热性能的影响微弱;复合相变材料(CPCM)由于具有更高的热导率,比纯十二水硫酸铝铵更加适合作为相变蓄热供暖系统的蓄热介质。本文设计和研究的分户式低谷电相变蓄热供暖系统具有良好的蓄放热能力,可为相变蓄热在低谷电利用场景作出有益参考。

小曲率半径弧面涡流检测中探头提离干扰的抑制方法

研究弧面检测中探头提离干扰的抑制方法是涡流检测实践中一个重要课题。针对3类检测表面(凹面、平面和凸面),建立对应的三维涡流场问题的有限元模型,计算分析了检测表面形状、曲率半径大小以及提离变化对线圈反射阻抗的影响。结果表明,试件形状和曲率半径大小仅改变线圈反射阻抗的值,并不影响其变化规律,由提离改变所形成的阻抗轨迹始终为一条直线。当试件上出现缺陷时,探头提离的增加使缺陷信号的幅值明显变小,相位几乎不变,但随着检测频率增大,缺陷信号和提离轨迹之间的相位差Φ发生改变,并存在一个频率点f⊥使Φ=90°,根据此特征给出了实际检测中能有效抑制提离干扰的频率范围,并提出利用相位旋转和信号增强相结合的方法消除提离干扰,实验数据说明了数值结果及理论分析的正确性。

不平衡负载下三相离网逆变器的序阻抗建模及特性分析

孤岛微电网中三相负载不平衡是引起微电网电压不对称的主要原因。为了清晰直观地分析和改善电压不对称问题,从序阻抗角度,采用一种谐波线性化方法,建立了不平衡负载下三相离网逆变器采用无正负序分离电压控制模式的正负序阻抗模型,在不同PI控制参数、不同的运行工况下对三相离网逆变器的正负序阻抗特性进行了对比分析。分析表明PI控制参数对正负序阻抗特性影响较大,运行工况产生的影响较小。然后在三种不同运行工况下,对单序dq控制模式和无正负序分离电压控制模式进行了仿真对比分析。得到的序阻抗特性曲线和输出波形表明:采用单序dq电压控制模式时离网逆变器的输出电压幅值不平衡度高,而采用无正负序分离电压控制模式时,由于三相离网逆变器的负序等效输出阻抗在基频下较小,不平衡负载引起的负序电流流过阻抗产生的压降也较小,使逆变器的输出电压幅值基本保持平衡。最后,仿真验证了无正负序分离电压控制模式下的序阻抗模型的有效性。

一种提高数字全息再现像质量的方法

针对数字全息中零级像和共轭像的存在影响数字再现像的质量这一问题 ,采用四步相移方法 ,对离轴数字全息图采用相加运算处理 ,能较好地去除零级像及共轭像 ,提高了信噪比 ,从而提高了再现像质量 .