电磁粒子仿真软件VSim微波领域应用

数值模拟是微波器件研究和设计的重要手段。Particle-In-Cell(PIC)是比较常用的数值模拟方法,Tech-X公司开发的基于PIC算法的VSim软件提供功能丰富的微波和THz器件中的电磁粒子仿真能力,可以用于微波和THz器件的性能优化、可靠性分析,也可用于复杂介质电磁特性研究。VSim软件提供电磁场和等离子体的演化过程结果以及等离子体的相图等参数,可使研究者深入了解器件的物理机制。

气候变化对黄土丘陵沟壑区植被净第一性生产力的影响模拟

以黄土丘陵沟壑区典型小流域纸坊沟流域为例,利用当前气候状况和不同气候情景下的气象数据驱动植被净第一性生产力模型VSIM,模拟气候变化对黄土丘陵沟壑区植被净第一性生产力(NPP)的影响。结果表明:(1)流域NPP对温度升高比对降雨变化的反应更为敏感,土壤水分状况受降雨变化影响显著,温度升高后流域土壤水分也明显下降。(2)草本和半灌木群落的NPP由于温度升高降低最多,沙棘灌丛的NPP受降雨变化影响最为明显,而刺槐林、苹果林和柠条灌丛对降雨变化反应不敏感;(3)综合降雨和气温都增加的情况,流域NPP仍呈下降趋势,只有沙棘灌丛因降雨的增加NPP减小的程度明显降低;(4)大部分植被类型在降雨和温度升高后水分利用效率降低,只有沙棘灌丛和铁杆蒿群落在降雨增加后有所提高,除铁杆蒿群落外,降雨减少使得大部分植被类型的水分利用效率提高。

一种新的视景仿真软件体系结构

构造符合仿真要求的被仿真领域实体集合是视景仿真软件开发的主要内容。因此设计出可复用的领域实体库对于提高仿真软件的开发效率具有重要意义。目前,主要的视景仿真引擎没有对此提供相关支持。为此,文中借鉴了XP方法学,提出了一种支持重构的实体库演化开发方法,并设计了一种支持这一方法的实体库开发架构。该架构允许开发者采取不同策略将实体集合分解为一组相对独立的功能构件,并利用事件机制将这些构件装配为满足要求的领域实体。该技术不仅能够减少因重复实现类似实体功能带来的开销;而且在进行功能扩展时将其影响限制在较小范围内。

自寻优最大转矩电流比矢量控制连载之二:同步磁阻电机虚拟双极性信号注入法控制

最大转矩电流比(MTPA)控制可以有效提升同步磁阻电机(SynRM)的效率。虚拟信号注入法是近年来实现MTPA控制的研究热点之一,现有的虚拟单极性方波信号注入法仍存在一定稳态误差,并且存在无效计算时间。提出一种虚拟双极性方波信号注入法,在单极性方波的基础上增加负极性信号,填补了单极性方波的无效计算时间,消除了单极性方波注入法存在的稳态固有误差,实现精准MTPA控制。通过理论仿真和硬件实验,将虚拟双极性方波注入法与现有的虚拟单极性方波注入法进行比对,验证了该方法具有更高的稳态精度,且具有良好的动态性能,能够实现SynRM的高性能MTPA控制。

自寻优最大转矩电流比矢量控制连载之四:同步磁阻电机同构电感建模的虚拟信号注入法控制

在虚拟双极性方波信号注入的基础上,提出基于同构电感的参考转矩模型,能够更好模拟实际情况。设计相位摇摆法进行同构电感辨识。考虑到该算法不具备启动机制,配合提出基于均势参数的自启动机制。研究表明,基于同构电感重建的转矩模型因为考虑了参数非线性变化,能实现性能更优的最大转矩电流比(MTPA)控制,并且相位摇摆法与自启动机制的配合改善了系统的动态跟随性能。

CT模拟技术在质子治疗中的应用

先进的计算机技术及软件设计使虚模拟(Virtualsimulation,VSIM)这一最早由GeorgeSherouse提出的技术得以实现。VSIM主要是利用医学影像数据创建三维虚拟病人模型并将之应用于肿瘤放射治疗的设计和实施。以CT图像为基础的照射模拟已经成为当代放射治疗中VSIM应用的主要方法。质子治疗的高精度要求更加凸显CT模拟技术的重要性。本文结合质子治疗实际工作阐明CT模拟的过程和方法并讨论其优越性和缺点。

自寻优最大转矩电流比矢量控制连载之二:同步磁阻电机虚拟双极性信号注入法控制

最大转矩电流比(MTPA)控制可以有效提升同步磁阻电机(SynRM)的效率。虚拟信号注入法是近年来实现MTPA控制的研究热点之一,现有的虚拟单极性方波信号注入法仍存在一定稳态误差,并且存在无效计算时间。提出一种虚拟双极性方波信号注入法,在单极性方波的基础上增加负极性信号,填补了单极性方波的无效计算时间,消除了单极性方波注入法存在的稳态固有误差,实现精准MTPA控制。通过理论仿真和硬件实验,将虚拟双极性方波注入法与现有的虚拟单极性方波注入法进行比对,验证了该方法具有更高的稳态精度,且具有良好的动态性能,能够实现SynRM的高性能MTPA控制。