德拜媒质微波加热过程的H_∞保性能温度跟踪控制

德拜媒质微波加热过程中,由于介电常数具有随温度变化的特性,导致电磁场的空间分布将会产生巨大的变化.若缺乏合理的功率调控策略,将导致燃烧、爆炸等一系列热失控现象.针对上述问题,本文提出一种滚动时域H_∞保性能温度跟踪控制策略,以实现对监测位置的最高温度进行控制.基于微波加热德拜媒质的机理模型,同时考虑跟踪系统稳定性、动态性能和输入约束,以H_∞增益和保性能函数作为性能指标,本文将温度跟踪问题转化为线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)多目标优化问题,使得系统动态性能达到最优.最后以德拜媒质微波加热短波导模型为例,对所提出方法的有效性进行仿真验证.

适用于有耗型德拜色散媒质电磁特性仿真的RI-CDI-FDTD方法及程序实现

提出了一种新的处理有耗型德拜色散媒质的单步蛙跳遵从发散隐式-时域有限差分(complying divergence implicit FDTD,CDI-FDTD)方法.从频域下的Maxwell方程出发,利用傅里叶变换将电磁场分量从频域转换到时域,并采用递归积分(recursive integration,RI)方法对频域-时域转换过程中存在的积分项进行近似处理.然后应用单步蛙跳隐式格式对时域Maxwell方程和辅助变量进行差分离散,推导出有耗型德拜色散媒质的RI-CDI-FDTD算法的迭代公式.接着利用von Neumann方法验证了基于RI方法的CDI-FDTD算法的无条件稳定特性,最后通过数值算例验证了本文所提方法的正确性和有效性.

多极德拜色散媒质的时域电磁逆散射改进技术

在已有的经验模型中,多极德拜(Debye)模型最适合高精地描述生物组织、土壤、水等媒质的色散特性.为了同时反演这类媒质的电磁参数,本文提出了一种时域逆散射改进技术:分别应用迭代法和吉洪诺夫(Tikhonov)正则化技术克服逆问题的非线性和病态性困难;解析导出了目标泛函关于目标参数的梯度;迭代重建过程中,产生的正演、反演子问题分别选用时域有限差分(FDTD)法、共轭梯度(CG)法求解.噪声环境下,通过两个一维(1-D)的数值算例,初步证实了该技术的可行性和鲁棒性.

一种电色散媒质的改进对比源反演方法

基于一种单极德拜(Debye)经验模型,尝试改进其中的一种多频乘性正则化对比源反演方法,改进的主要思路是:从直接反演电参数差异,改进为间接反演4种频率无关的模型参数,即光频相对介电常数、相对介电常数差、静态电导率和弛豫时间。两个数值算例的仿真结果初步证实了改进方法的可行性和鲁棒性。