分段非线性电磁振动能量采集器

为了解决无线传感网络需要频繁能量补给的难题,设计了一种分段非线性电磁振动能量采集器,利用磁悬浮系统与机械弹簧耦合而成的非线性系统来提高能量采集器对低频、宽带环境振动能的采集能力。利用搭建的实验测试平台,研究了磁弹簧弹性系数、初始间隙、机械弹簧弹性系数及激励加速度对输出性能的影响规律。实验结果表明,当初始间隙分别为3、5和8 mm时,相应的最大输出电压分别为0.78、0.74和0.73 V;当机械弹簧弹性系数分别为0.028、0.100和0.270 N/mm时,相应的最大输出电压分别为0.73、0.72和0.57 V,工作带宽分别为3、4和5 Hz;当加速度为0.3、0.4和0.5g时,最大输出电压分别为0.39、0.57和0.73 V,对应的最大输出功率分别为3.81、8.13和13.32 mW,系统的工作带宽分别为3、3.5和4 Hz。

Sigmoid函数的分段非线性拟合法及其FPGA实现

使用分段非线性逼近算法计算超越函数,以神经网络中应用最为广泛的Sigmoid函数为例,结合函数自身对称的性质及其导数不均匀的特点提出合理的分段方法,给出分段方式同逼近多项式阶数对逼近结果精度的影响。完成算法在FPGA上的硬件实现,给出一种使用三阶多项式处理Sigmoid函数的拟合结果及流水线架构,处理精度达到10-5数量级,最大频率达到127.327 MHz,满足了高速、高精度的处理要求。

SARS疫情预测预报中的分段非线性回归方法

介绍了几种对累计SARS疫情预测预报中的非线性增长曲线模型 ,说明了Richards增长曲线在这次SARS疫情预测预报中合理性和可行性 ,由此建立了累计SARS疫情预测预报中的非线性回归点模型。并具体对北京SARS疫情进行了跟踪预测预报 ,包括整体和分时间段的预测预报 ,获得了北京SARS疫情随时间的预测预报结果 ,说明了北京 4月底的一系列控制措施对北京SARS疫情所带来的影响 ,为进一步的后续研究打下了良好基础。

一类准零刚度隔振器的分段非线性动力学特性研究

建立了一类带有滚轮装置的准零刚度隔振系统的分段非线性动力学模型,利用平均法对系统在基础激励下的动力学特性进行了理论分析,得到了系统主共振响应的一次近似解析解.利用数值方法对动力学方程求解,验证了平均法求解此类分段非线性动力学问题的有效性.进一步,讨论了激励幅值、阻尼对系统响应的影响,利用位移传递率评估了隔振系统的隔振性能.结果表明,激励幅值和阻尼对系统响应具有显著影响:激励幅值较小时,该准零刚度隔振系统的隔振性能明显优于相应的线性系统;而随激励幅值增大时,其隔振性能变差,但最多与线性系统相当,而不会变得更差,此特征优于传统准零刚度隔振系统.

非高斯噪声激励下分段非线性系统的平均首次穿越时间

噪声诱导的逃逸问题出现在众多研究领域,平均首次穿越时间作为用来表征粒子逃逸现象的重要特征量,现已被广泛应用于电子器件的开关时间及双稳器件的寿命等问题的研究之中.本文研究了由乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同驱动下分段非线性系统的平均首次穿越时间问题.运用路径积分法、统一色噪声近似和最速下降法,得到了系统平均首次穿越时间的表达式.通过数值计算发现,在非高斯噪声偏离参数、噪声关联时间和互关联强度的作用下,非高斯噪声强度的增加会导致平均首次穿越时间曲线出现单峰结构,而加性噪声强度的增加会导致平均首次穿越时间的单调减小,这表明在该模型中非高斯噪声和高斯噪声对平均首次穿越时间的影响是不同的.此外还进一步讨论了非高斯噪声偏离参数、噪声关联时间和噪声互关联强度对平均首次穿越时间的影响.

控制棒驱动机构的分段非线性动态特性

控制棒驱动机构是核电厂中的重要安全设备,其动态特性是研究和设计该机构的关键.首先建立控制棒驱动机构的磁路和电路方程.然后基于控制棒驱动机构动态提升过程分析,将运动过程分为3个阶段,并分别推导出各阶段的磁路-电路-机械运动耦合方程.采用解析解和数值仿真两种方法相结合,求解了控制棒驱动机构分段的非线性方程.最终得出动态过程中电流、电磁力、衔铁速度、衔铁位移和衔铁加速度等一系列反应控制棒驱动机构动态特性的参数随时间的变化曲线,并得到了实验验证.

基于分段非线性Arrhenius的贮存寿命评估方法

针对对数线性阿伦尼斯模型适用于温度在较小范围内变化的情况,给出了一种阿伦尼斯模型的修正方法.结合步退应力加速寿命试验失效率高、样本量少、试验设备简单的优点,给出了一种在工程实践中利用分段非线性阿伦尼斯模型对步退应力加速贮存试验进行评估的方法.首先,基于分段非线性阿伦尼斯模型建立步退应力下失效数据折算的数学模型.其次,建立了基于全样本的极大似然函数.最后利用遗传算法解非线性方程组,得到分段非线性阿伦尼斯模型的参数估计.以雷达高度表的步退应力加速贮存试验进行实例分析,将基于分段非线性阿伦尼斯模型、基于对数线性阿伦尼斯模型的加速贮存寿命评估方法得到的计算结果与产品外场得到的平均寿命、失效率以及可靠度函数进行对比分析,基于分段非线性阿伦尼斯模型的加速贮存寿命评估方法得到的结果误差在5%范围内.验证了论文中基于分段非线性阿伦尼斯模型的步退应力加速贮存试验评估方法的有效性以及准确性.

一类分段非线性映射的混沌边界分析

文章研究了一类具有非线性分支的分段映射的动力学行为.该模型可能应用到物理科学、工程和医学方面,也有助于一些经济模型的研究.以μ为分岔参数得到系统的分岔图,发现在系统的不变吸引区间内,周期轨道的每个周期点都有一定的存在范围,这造成分岔结构中出现迭代禁区现象.通过理论推导确定了周期轨道周期点的存在范围和禁区边界,进一步通过禁区边界得到了混沌区域与周期n轨道区域的边界的表达式,应用Lyapunov指数对分析结果进行了验证.

分段非线性Hammerstein模型动态分离辨识方法

对具有分段非线性特性的Hammerstein系统,可采用动态分离重构中间输入的辨识方法。即通过引入开关函数,将线性动态部分分离处理,辨识得到新的线性模型。基于此模型,利用L延迟逆动态滤波器重构出系统的中间输入。最后由系统测试输入和重构中间输入,通过多项式回归估计出非线性的参数。数字仿真结果表明该方法有效实用。

基于分段非线性函数近似的直接数字频率合成器

对直接数字频率合成器(DDS)中的相位幅度转换模块提出了一种基于分段非线性函数近似的的设计方法。这种方法取代了传统的ROM查找表的方法,可以避免因采用大容量的ROM而带来的成本高、功耗大、可靠性下降等缺点。此方法对正弦函数的第一象限进行分段,在每一段内用非线性函数近似,然后再根据正弦函数的对称性质,重构完整的正弦函数。此法可以获得较好的压缩效果,并且结构简单,易于实现。

色关联的乘性和加性色噪声激励下分段非线性模型的随机共振

研究了色关联的乘性和加性高斯色噪声与外周期信号共同激励下,分段非线性系统的随机共振.利用一致有色噪声近似和两态模型理论,推导出系统稳态概率密度和信噪比的解析表达式,分析了色噪声和周期信号对随机共振的影响,发现系统中存在传统的随机共振和真实的随机共振现象.同时,系统的信噪比曲线的峰值随着噪声互关联系数和互关联时间的增加而减小.

一类弹性和阻尼双分段非线性约束系统周期响应特性研究

考虑动态条件下的两种典型分段非线性约束,根据广义耗散Lagrange原理建立一类具有弹性和阻尼双分段非线性约束系统动力学模型.采用平均法求解得到系统在周期激励下的幅频响应关系.分别比较系统在不同分段非线性约束条件下的时域响应、分岔响应和幅频响应,得到受分段非线性约束的系统响应特性以及约束条件变化时系统响应的变化规律.对比两种约束条件下的幅频响应,研究得到系统稳定性受不同分段非线性因素影响及两种分段非线性约束之间的相互影响规律.

高阶分段非线性曲率校正带隙基准源

提出了一种高阶分段非线性曲率校正带隙基准源,其特征在于在传统一阶带隙基准源上增加了两条支路电流.在低温段,曲率校正电路从一阶基准源输出支路抽取电流,降低其输出的正温度系数;在高温段,曲率校正电路向一阶基准源注入电流,对其负温度系数进行补偿.该带隙基准源采用GlobalFoundry0.35μm混合信号CMOS工艺设计,芯片面积为0.14mm2,电源电流为47μA.仿真结果表明:提出的曲率校正带隙基准源在-40～125℃范围内实现了四个温度系数的极值点,其温度系数为0.7×10-6℃-1.温度系数、2～4V内的线性调整率和低频电源抑制测试结果分别为7.8×10-6℃-1,0.8mV·V-1和-69.5dB.

色关联的色噪声驱动的分段非线性模型的平均首次穿越时间

研究了色关联的乘性高斯色噪声和加性高斯色噪声驱动的分段非线性系统中,噪声强度和相关时间对平均首次穿越时间的影响.利用一致有色噪声近似方法和最速下降方法,推导出系统平均首次穿越时间的表达式.研究结果表明:系统的平均首次穿越时间随着乘性噪声的增加会出现单峰结构,即"共振"现象,峰值会随着加性噪声强度和噪声之间关联强度的增加而减小.而平均首次穿越时间作为加性噪声的函数呈单调曲线,说明乘性噪声和加性噪声对平均首次穿越时间的影响不同.此外,乘性和加性噪声关联时间以及互关联时间在正关联时和负关联时对系统平均首次穿越时间的影响是不同的.

汽车悬架系统的分段线性非线性振动机理的研究

以悬架的分段线性非线性动力系统出发,建立了汽车两个自由度系统的模型和非线性运动微分方程。用非线性理论KB法得到的幅频响应函数中,呈现了非常丰富的非线性特征,并讨论了非线性弹簧刚度、阻尼系数、地面不平度和缓冲簧间隙对共振曲线的影响。由理论和数值计算画出的幅频特性曲线基本吻合,可为汽车悬架系统的分段线性非线性振动的参数识别、稳定区域的分析研究和优化设计提供理论依据。

增量谐波平衡法在分段结构非线性气动弹性系统的求解

将增量谐波平衡法推广至分段结构非线性气动弹性系统的周期响应分析中。对分段结构非线性气动弹性方程,推导其增量谐波平衡过程,研究了分段非性项的处理方法;实现了非线性气动弹性方程到线性化代数方程组的转化,可以为其他的分段非线性的处理提供思路。为了加快收敛过程,通过对数值解进行快速傅里叶变换,获得响应中的主导频率成分,避免了盲目地对系统解形式进行假设;最终可以快速地获得响应近似周期解。与数值结果进行对比,验证了求解方法的正确性;同时讨论了谐波项数对解的精度的影响以及间隙和刚度比对响应幅值的影响。基于增量谐波平衡法可以快速地获得分段结构非线性气动弹性系统的响应,拓展了增量谐波平衡法的应用范围。

分段线性非线性汽车悬架系统的分岔行为

建立了由主、副簧组成的分段线性非线性悬架系统动力学模型,应用奇异性理论研究了两个自由度汽车悬架系统共振解的分岔,得到系统的转迁集和40组分岔图,发现了非常复杂的局部分岔,分岔图全面展示了这一系统的分岔特性.由系统参数与该系统的拓扑分岔解之间的联系,分析并得到了不同参数下系统的运动特性,为实现悬架参数的优化控制提供了理论依据.

膛内弹上气室非线性分段微分方程组的染色函数解法

利用染色函数解法求解膛内弹上气室气流的一阶非线性分段微分方程组,进行了大量的数值试验,证实数值解是收敛的,也是稳定的.分段区域的存在导致数值计算精度下降,缩小数值计算的步长可以有效提高存在分段区域的数值计算精度,降低计算结果的波动区间,满足工程计算要求.在数值计算的初始段,数值解出现大幅跳动.

交互式VOD视频源非线性智能分段算法

为了实现视频点播系统的交互性功能 ,经典的方法是将视频源均匀分割存储 ,以实现其有限的交互性 .从VOD系统的实际出发 ,该文提出了非线性智能分段方法NLSM .它的核心思想是在一段时间内对一定步长范围内VCR交互性操作的到达情况进行统计求和 ,计算系统总体时频总面积 ,并按信道数目将各时间段与VCR发生频率的乘积把总面积均匀等分 ,从而实现视频源在时间轴上的非线性分割 .针对均匀的周期性广播分段方法ESM方案进行比较仿真研究 ,获得了用户VCR请求的响应等待时间的理想结果和最佳的用户等待时间标准偏差、系统拒绝概率和信道吞吐量等方面的优良性能 .NLSM算法对历史信息进行数据挖掘 ,揭示用户对视频节目内容感兴趣程度的潜在分布规律 ,具有良好的自适应能力和学习智能 .算法性能分析和仿真实验的结果说明该方法在实际应用中是可行且高效的 .

分段线性-非线性振动机械周期运动关于ω的分叉

利用点映射-胞映射法(简称PCMAS)分析了分段线性-非线性振动机械的周期运动关于激振角频率ω的分叉情况,同时对 P-2 运动的稳定性进行了深入的研究,所得结论对于设计这类机械有指导意义.