转动噪声对双粒子耦合布朗棘轮系统输运的影响（英文）

在一维正弦型棘轮势中,数值计算了双粒子耦合布朗棘轮系统的输运.通过将推导出的转动噪声引入郎之万方程,研究了系统的运动.对比引入此噪声前发现,在短时间内,双粒子系统更早地进入了势垒区,但却停留了更长的时间,说明系统输运特性被改变了.转动噪声轻微减弱了此布朗系统的随机振动,表现为系统在两个势垒区之间的输运变得比引入转动噪声之前更为稳定.这个结果表明,虽然在长时间内,转动噪声对输运效率的影响极小,甚至可以被忽略,但是在短时间内,系统输运特性与引入转动噪声之前大不相同.这个发现能够帮助我们更好地理解在双头生物分子马达或MEMS尤其是微流控芯片领域的相关粒子行为.

三态噪声诱导的无穷耦合粒子形成的系统随机共振现象

研究了无穷耦合粒子形成的系统耦合系数遭受三态噪声扰动时,系统所表现出的随机共振现象.首先,利用随机平均法和Shapiro-Loginov公式,得到了耦合粒子位置的一阶矩的精确表达式;其次,通过计算机模拟画出输出信号振幅与输入信号频率、系统参数、噪声参数之间的变化曲线;最后,从模拟曲线观察到系统不仅表现出了随机共振现象,甚至还出现了双共振峰,这在双态噪声诱导的无穷个耦合粒子系统中是没有的现象.

双耦合LCL拓扑ICPT系统的强抗偏移方法研究

感应耦合式电能传输(ICPT)系统在线圈偏移时会造成输出功率和输出电压波动,现有的抗偏移方法存在过于依赖系统建模且自适应性较差的问题,且大多没有考虑耦合系数连续变化对系统输出特性的影响。针对上述问题,以基于DDQ线圈的双耦合LCL拓扑ICPT系统为研究对象,提出了一种基于变论域的模糊自适应控制的强抗偏移方法。首先通过电路分析推导出双耦合LCL拓扑ICPT系统的输出功率表达式,得到输出功率与耦合系数及系统参数之间的关系;然后借助有限元分析软件ANSYS对DDQ线圈进行三维磁场建模,得到了耦合系数与线圈偏移量之间的对应关系,在此基础上,以得到的3组偏移量与耦合系数的对应值为数据,并以系统输出功率波动的偏差平方和为目标函数,提出了基于自适应粒子群的ICPT系统参数优化方法,得到输出功率波动最小的一组系统最优参数值,一定程度上提升了系统的抗偏移性能;最后采用基于变论域的模糊自适应控制方法,通过动态调节PID控制系数的修正值实现快速调节负载端电压的目的,以使系统输出较高的功率。仿真结果表明:该方法解决了现有方法存在的自适应性较差的问题,能很好地适应耦合系数连续变化的工况,具有较好的适应性和控制效果,提升了ICPT系统的强抗偏移性能,维持了负载端输出电压的基本恒定。

双电机耦合驱动电动汽车驱动模式划分与优化

为充分发挥一款双电机耦合驱动系统电动汽车(DMCP-EV)多驱动模式的节能优势,制定了基于系统效率最优的驱动模式控制策略。根据该双电机耦合驱动系统的结构特点,定义了电机4种驱动模式并分别建立其动力学驱动模型和系统效率模型。在满足动力性要求的前提下,分析并划分了各驱动模式的工作范围,以系统效率为优化目标,采用粒子群优化算法进行优化,获得最佳的驱动模式切换控制和转矩分配策略。开展了Matlab/Simulink仿真和硬件在环试验验证。结果表明,经系统效率优化的驱动模式在满足动力性要求的前提下,有效提高了双电机耦合驱动系统的经济性,能耗降低11%。

外力作用下反馈耦合布朗棘轮的定向输运

本文研究了处于外力作用下双阱棘轮势中两个反馈耦合布朗粒子的定向输运性能.通过对过阻尼朗之万方程的数值求解,详细讨论了外力、热噪声与势阱的不对称参数等对耦合布朗粒子的平均速度、有效扩散系数及Pe数的影响.研究发现,平均速度随外力呈周期性的变化规律.同时耦合系统存在最优噪声强度会使定向输运达到最强.值得指出的是棘轮系统可通过改变双阱势的结构来获得较强的定向流.