狭窄空间内矩形导体电流测量装置设计与优化

针对狭窄空间内矩形导体电流测量,提出了一种基于霍尔元件椭圆阵列的电流测量装置,通过理论计算和有限元仿真分析确定了相对最优的阵列分布,搭建实验平台并通过实验验证了该方法的可行性,以及导体偏心状态下电流测量的有效性,同时分析了导体偏心状态下的电流测量偏心误差。仿真和实验结果表明,椭圆阵列电流测量装置在行业允许的±1%误差限内,允许导线X轴偏心-4.1~4.1 mm,Y轴无限制;且与传统电流测量装置相比,重量减轻82.9%,安装占用面积减小72.4%,对狭窄空间的适用性更强,为新能源产品轻量化、小型化、持续降本提供了技术支持。

一种包含组合范数惩罚项的波达方向稀疏估计方法

波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计是阵列观测数据研究领域的一个基本问题.对于观测数据服从复椭球对称分布的应用场景,现有的方法多采用l1-范数惩罚项来实现信号波达方向的稀疏估计,其中的l1-范数惩罚项仅考虑信号的稀疏性而没有考虑信号的多样性,从而造成这些估计方法一般将弱信号(具有较低功率的信号)略去,可能无法准确地估计弱信号的波达方向.为解决这个问题,本文通过引入一个组合范数惩罚项构建了一个新的估计(模型)方法,其中的组合范数惩罚项是l1-范数惩罚项与l2-范数平方惩罚项的线性组合,其组合系数(惩罚参数)互不相关,l2-范数平方惩罚项则可以保留弱信号的多样性.然后,本文基于Majorization-Minimization(MM)算法设计了模型的求解算法,并证明该方法是收敛的.数值实验表明,相较于那些基于l1-惩罚项的估计方法,本方法具有更高的精度.

扁椭圆阵列霍尔传感器的载流导线偏心误差优化研究

在配电系统中,使用圆形阵列霍尔电流传感器进行电流检测具有较高的精度,然而汽车电子、航空航天等领域对仪器内部空间利用率要求较高,此时因其占用较大的空间会导致实用性降低。为解决这一问题,提出适用于扁椭圆(AR≥2)阵列霍尔传感器的误差优化算法。首先使用投影法将圆形阵列转化为AR=2及AR=4的椭圆形阵列,缩小传感器尺寸以节省空间;接着针对阵列传感器在电流检测过程中因载流导线偏心造成的测量误差进行分析,提出适用于扁椭圆阵列传感器的误差优化算法;最后对不同AR的椭圆阵列传感器进行导线偏心误差测试,并对误差优化算法进行验证。实验结果表明,椭圆阵列传感器的精度会随着AR的增大而降低,AR=4的椭圆阵列传感器最大相对误差达到33.36%,应用误差优化算法可将相对误差降至0.41%,满足测量精度的同时极大提升了实用性。

双环椭圆传感器阵列串扰误差优化研究

阵列式霍尔电流传感器采用了无磁芯设计,解决了传统电流传感器质量大、体积大的缺点,可以有效检测电流,以达到检测、控制和保护电路的目的。然而在汽车电子、工业仪器等应用场景中,线路排布较为密集,电流传感器在采集电流时易产生串扰误差。首先利用投影法将圆形阵列转化为椭圆形阵列;然后采用双环设计,每对传感器排布在同一径上,方向相反;接着提出了一种运用于椭圆阵列传感器的串扰优化算法,以减小导体偏移阵列中心和干扰导体造成的影响;最后搭建了实验平台,对不同的传感器阵列进行了测量,对串扰优化算法进行了验证。实验结果表明,串扰优化算法可以有效抑制干扰导体产生的串扰误差,将测量误差控制在1%以内,极大地提升了电流检测精度。

Theoretical analysis on quasi-static lateral compression of elliptical tube between two rigid plates

Based on the rigid plastic theory; the load-deflection functions with and without considering the effect of strain hardening are respectively derived for an elliptical tube under quasi-static compression by two parallel rigid plates. The non-dimensional load-deflection responses predicted by the present theory and the finite element simula- tions are compared, and the favorable agreement is found. The results show that strain hardening may have a noticeable influence on the load-deflection curves of an elliptical tube under quasi-static compression. Compared with the circular counterpart, the ellip- tical tube exhibits different energy absorption behavior due to the difference between the major axis and the minor axis. When loaded along the major axis of a slightly oval tube, a relative even and long plateau region of the load-deflection curve is achieved, which is especially desirable for the design of energy absorbers.

Tuning of plasmonic behaviours in coupled metallic nanotube arrays

We theoretically investigate the influence of the shape of nanoholes on plasmonic behaviours in coupled elliptical metallic nanotube arrays by the finite-difference time-domain （FDTD） method. We study the structure in two cases： one for the array aligned along the minor axis and the other for the array aligned along the major axis. It is found that the optical properties and plasmonic effects can be tuned by the effective surface charges as a result of the variation in the minor axis length. Based on the localized nature of electric field distributions, we also clearly show that the presence of localized plasmon resonant modes originates from multipolar plasmon polaritons and a large magnitude of opposing surface charges build up in the gap between adjacent nanotubes.

Antenna Performance Improvement in Elliptical Array Using RMI Method of Mutual Coupling Compensation

The number of wireless electronic gadgets used in mobile communication, vehicle collision avoidance system, compact radars, etc. is extremely increasing at a rapid rate. Thus, the characteristics of the antennas involved in these gadgets are to be designed very stringently so as to avoid interferences & coupling and to improve compatibility, susceptibility, etc. Compact smart antenna with improved performance is highly essential to meet this challenging scenario. Mutual coupling between various elements of an array is one of the main factors which can be considered for improvement of performance of the antenna. Influence of mutual coupling on performance of the antenna is considered in this paper and various techniques to minimize this effect are presented. Effect of mutual coupling on radiation characteristics of the antenna can be compensated employing various methods like Conventional Mutual Impedance (CMI), Receiving Mutual Impedance (RMI). Analysis is presented as comparison between the two methods for different number of elements in the array. Analysis is also presented for different geometries of the array like circular and elliptical for improved performance. The results show performance improvement in the proposed array for parameters like SNR and Speed of convergence.

光纤阵列的超声椭圆振动辅助化学机械抛光

为了获得平整的光纤阵列端面,设计了一套超声椭圆振动辅助化学抛光系统,并进行常规化学机械抛光和超声椭圆振动辅助化学机械抛光的对照试验。结果表明,应用超声椭圆振动辅助化学机械抛光技术加工光纤阵列,选择合理的抛光工艺参数,可获得质量较好的光纤阵列端面,相比于常规化学机械抛光技术,光纤的表面粗糙度降低了25%。采用单因素试验法,分别研究了抛光粒子材料及抛光液酸碱性对于超声椭圆振动辅助化学机械抛光的作用效果,并利用Vecco表面轮廓仪对抛光后光纤阵列端面进行观察和分析。采用正交试验法获得了一组超声椭圆振动辅助化学机械抛光光纤阵列的优化工艺参数,最佳工艺参数组为:超声振动频率25 k Hz,抛光液流量35 m L/min,抛光压力50 k Pa,抛光盘转速20 r/min,抛光粒子质量分数0.5%。

基于椭圆簇轨迹特征的板中超声导波线弧类阵列成像研究

超声导波换能器阵列的布置形式对超声导波成像质量有重要影响,规则的直线阵列、弧形阵列和非规则的贝塞尔阵列等线弧类阵列在板中超声导波成像时有内在联系。讨论线弧类阵列布阵方法,建立线弧类阵列成像系统,分析多通道线弧类阵列信号特点和其图像椭圆簇轨迹特征,基于图像椭圆簇轨迹特征提出线弧类阵列超声导波成像检测的分辨率分析准则,据此研究了线弧类阵列成像检测横向分辨率的影响因素。理论分析和成像结果一致表明,基于图像椭圆簇轨迹特征的板中超声导波合成孔径聚焦可统一运用于以上规则和非规则的线弧类阵列成像,散射点处图像灰度呈现椭圆簇轨迹分布特征,相同基准阵列的超声导波成像检测时弧形阵列有比直线阵列更高的横向分辨率,贝塞尔阵列的横向分辨率与弧形阵列相当,这与分辨率分析准则一致。为进一步开展线弧类阵列统一灵活运用于工业复杂现场的大尺度板材超声导波成像检测研究与应用提供基础。

椭圆轴承椭圆度对转子稳定性的影响

采用CFD仿真计算N-S方程的方法研究椭圆轴承的油膜特性,并对不同椭圆度的椭圆轴承压力油膜进行对比分析。结果表明,不同椭圆度的椭圆轴承对转子稳定性产生很重要的影响,模拟所得椭圆轴承的最佳椭圆度与实际汽轮机组运行中要求的最佳椭圆度相符合。

纵弯复合型超声椭圆振动辅助抛光光纤阵列系统设计

对现有的化学机械抛光工艺难以满足光纤阵列组件高质量和高效率的要求,根据杆件的纵向振动和弯曲振动基本方程,设计了一种纵弯复合超声椭圆振动装置,用于光纤阵列组件的超声椭圆振动辅助化学机械抛光,以提高光纤阵列组件端面的抛光质量和抛光效率。所设计的纵弯复合超声振动系统实现了36kHz下纵向4阶和弯曲13阶的同频超声振动。振幅测试试验结果表明,超声椭圆振动双向振幅分别为3μm和2.5μm,超声椭圆振动辅助化学机械抛光后的光纤端面粗糙度达到27.58nm。

进出口位置对不同形状膨胀腔消声特性的影响

使用有限元法计算椭圆形和跑道圆形截面膨胀腔的声学模态,分析进出口管位置对膨胀腔消声特性的影响。结果表明,同轴膨胀腔的第一个可传播的高阶模态为第3阶模态,出口置于该模态的节线处,可以消除该阶模态的影响,使平面波频段拓宽,膨胀腔的消声性能得到改善。进出口管偏置的膨胀腔,第1阶模态被激发,三维波效应在较低频率出现,中频消声性能变差。

基于FPGA的有限域乘法算法的分析和比较

介绍椭圆曲线密码系统和超椭圆曲线密码系统中的乘法模块,在现有的3种乘法算法基础上,设计乘法的硬件框图,并用VHDL语言加以实现,同时对其实现速度和芯片面积进行比较。实验结果表明,在4个不同乘法器的实现方案中,8 bit串并混合乘法器的整体性能较优。

面向多核的高并行度ECC算法执行结构

为提高多核密码处理器执行ECC算法的速度,在分析ECC算法运算特征的基础上,提出结合向量、超长指令字和超标量的并行层叠执行结构,该结构支持ECC算法数据级、线程级和任务级的并行计算。设计ECC单元阵列流水线微结构、中断控制电路、资源配置表、任务分配列表以及数据输入输出管理单元。通过高并行度算法在ECC单元阵列上的映射实验和性能分析验证了该设计对多核的ECC算法计算性能提升明显,适配灵活性更强。

高速椭圆曲线密码协处理器的设计与实现

为提高椭圆曲线密码协处理器的性能,首先提出了一种改进的蒙哥马利模乘算法以及针对该算法的流水线结构,然后对椭圆曲线的点加和点倍计算流程进行优化,充分发挥模乘单元的流水线优势,使得协处理器计算参数为256 b的点乘只需要232 704个时钟周期.实验结果表明:在Cycloe Ⅱ EP2C35芯片上实现协处理器需要21000个基本单元,位长为256 b的点乘的计算性能达到1287次/s.

多个椭圆柱波浪力的一种解析解

波浪在大尺寸结构表面产生不可忽略的散射波,该散射波在多柱体体系中继续传播,并在同体系中的其他柱体上产生高次散射波.本文基于椭圆坐标系和绕射波理论首先推导了波浪作用下椭圆单柱体产生的散射波压力公式,随后考虑该散射波在多柱体系中的传播,将其视为第二次入射波,推导出柱体上第二次散射波压力公式,同理可以推导出高次散射波压力公式,最后得到椭圆多柱体波浪力解析解,并用数值解验证了本文解析方法的正确性.本文以双柱体和四柱体体系为例,分析了不同参数(波数、净距、波浪入射角度等)下,高次散射波对柱体上波浪作用的影响.结果表明:波数较大的情况下,高次散射波引起柱体上的波浪力不能忽略;结构间距较大的情况下,虽然高次波的作用有减小的趋势但仍然明显;高次散射波来自多个柱体对入射波的散射,柱体数目的增加后,高次波的影响会增加,结构所受的高次波作用因参数变化而起的波动会变剧烈;高次波对上游柱体波浪力的贡献较对下游柱体的贡献大.

基于圆形活塞声源的椭圆形阵列的指向性研究

构建了基于圆形活塞声源的椭圆形阵列,利用Bridge乘积定理计算了阵列的指向性表达式,采用控制变量法并利用Matlab软件对其指向性进行可视化和分析,得出了该阵列的指向性随阵元的数目、椭圆阵列的短半轴、长半轴、波数等参数的变化特点.为椭圆形阵列的设计提供了参考,有一定的实际意义.

基于IMPULSE C的GF(P)域椭圆加密算法的硬件加速

研究了大素数域上的椭圆曲线加密算法,基于IMPULSE C语言,对该算法进行编程实现;在标准射影坐标系下,对点加和倍加算法进行并行化改进,并且在编程时利用编译器特性做了进一步的并行化。通过对加密算法合理的软硬件分割,将计算量大而且复杂的点乘运算作为硬件部分,通过现场可编程门陈列(FPGA)进行硬件加速;将加密协议的其他部分作为软件部分,在传统CPU上执行,并将硬件部分生成VHDL代码。分别进行加密算法的CoDeveloper的桌面仿真和生成的硬件VHDL代码的ISE综合仿真。最后将该加速设计在Xilinx Virtex-5 xc5vfx70tFPGA开发板上作了实现,基于FPGA的实验结果表明,P-192上点乘运算处理在133 MHz时钟下用时2.9 ms,硬件资源分配合理,与现有的手工编写的HDL代码相比,具有并行加速优势。

节理岩体抗力系数的各向异性特征与计算方法

隧道设计的荷载-结构法中,围岩抗力系数是影响衬砌内力与变形的重要参数,节理的存在会导致抗力系数的各向异性,然而,目前工程中较少考虑抗力系数的各向异性问题.以大连地铁2号线兴工街站隧道工程为背景,针对含有两组贯通节理岩体抗力系数的各向异性分布特征,采用正交试验和离散元数值模拟,分析岩石弹性模量、泊松比、节理间距、节理倾角、节理法向刚度等10个影响因素作用下抗力系数的分布规律.结果表明:洞周围岩抗力系数分布曲线呈椭圆形,长轴沿两组节理夹角角平分线方向;方差分析中5%水平下的显著性影响因素依次为节理法向刚度、岩石弹性模量、节理间距与节理倾角;各向异性系数随洞径与节理间距比值的增大呈现出先增大后减小的规律,当比值趋近于零或无穷大时,各向异性系数收敛于1.基于上述分析结果,进一步推导出围岩抗力系数椭圆分布函数的理论计算公式,并验证公式的准确性.工程实例计算表明,围岩抗力系数的各向异性对衬砌轴力的影响较小,对弯矩的影响显著.

大力发展异形钢筋混凝土涵管 绿色混凝土制品——椭圆涵管、卵形涵管介绍

近年来,在管道工程中应用的预制混凝土制品除了圆形管道制品外,异形钢筋混凝土涵管迅速发展。本文重点介绍了椭圆涵管和卵形涵管的外形设计。