色散媒质中采用Z变换的ADI-FDTD方法

基于Z变换方法将AD I-FDTD推广应用于色散媒质,得到了二维情况下色散媒质中的迭代差分公式,同时给出了一种采用IIR滤波器结构来减少存储量的方法。本文方法适合于任意M阶色散媒质,最后,给出了一个算例,数据仿真结果表明,本文的算法与传统色散媒质中的FDTD相比,在计算结果吻合的情况下,存储量相当,计算效率却更高,时间步长仅仅由计算精度来决定。

用FDTD及Z变换方法分析电离层中电磁波传播

时域有限差分(FDTD)方法是计算时域电磁散射和辐射的方法,在处理色散介质电磁波传播及散射问题时,应用Z变换获得FDTD计算中电位移矢量D到电场强度E的时域递推关系式。并且应用这一方法分析线性调频雷达信号在电离层中的传播特性。

一类定积分的Z变换计算方法

本文首次利用Z变换的方法来求解一类形如∫0πac o+s(bcnoxs)xdx和∫0πasi+n(bnsixn)xdx的定积分,其中n为非负整数参数,a,b为实数,并且得到了完整的积分公式。由此,我们可以直接获得数学分析中此类定积分的值。同时,Z变换的方法也同样适用于类似的含参变量的定积分的计算。

逆Z变换方法解析

本文探讨了常用的求逆Z变换的方法,对幂级数展开法、部分分式展开法、围线积分法、性质法等做了具体的解析和比较。

GH4169材料小阻尼精确测试方法研究

针对高温合金材料小阻尼的精确测试问题,设计了基于非接触测试的试验方案,通过激光测振获取悬臂梁的自由衰减时域响应,采用控制力矩的方式消除固支端可能引入的摩擦阻尼。首先,在时域对自由衰减响应信号进行带通滤波,采用自由衰减法计算悬臂梁的前3阶阻尼比;其次,在频域根据采样率和采样时长做快速傅里叶变换(fast Fourier transform,简称FFT)全景谱,分别对频谱曲线第1、第2和第3阶峰值±5 Hz频率范围采用线性调频Z变换方法(chirp Z transform,简称CZT)进行频谱细化,获得该频带范围内极高分辨率的共振峰频谱;最后,利用半功率带宽法获得材料的阻尼比。结果表明:基于带通滤波的自由衰减法可以从时域衰减曲线获得GH4169悬臂梁的前3阶模态阻尼比,基于CZT变换的频域阻尼识别方法在不增加采样分辨率和数据样本点的情况下,可以识别阻尼比为10-5量级的高温合金的材料阻尼。本测试分析方法可以为整体式涡轮颤振和受迫响应计算提供精确的材料阻尼数据。

基于频域内插抗混叠Shannon小波包变换的谐波检测方法

提出了一种基于频域内插抗混叠Shannon小波包变换的谐波检测技术,首先分析了小波混叠的物理本质,然后选择分频严格的Shannon小波函数构造了频域内插方法,并利用线性调频Z变换进行快速求解,最后给出了小波包变换算法。仿真实验表明该方法可有效消除谐波检测中的小波混叠现象。

基于调频Z变换的均匀线阵波达方向估计

提出了一种基于调频Z变换(CZT)的宽带波达方向估计算法.由均匀线阵的理想聚焦条件,提出了其聚焦矩阵的波矢量域求解原理及计算方法:首先从聚焦频率处的聚焦矩阵中依次选取一行向量,用CZT分别计算其它子带内,各聚焦矩阵中相应位置的行向量的波矢量谱,再由傅立叶反变换得到相应的行向量.该方法可选择信号频带范围内的任意值作为聚焦频率,不需要方位预估,且能获得较好的渐进无偏估计性能.计算机仿真和水池试验结果验证了理论分析的正确性.

准Z源在三相AC/AC变换器中的应用研究

对于传统三相斩控式交流调压器的缺点和不足,提出了3种新型三相准Z源AC/AC变换器电路拓扑。研究并分析了其中一种电路的基本结构和工作原理,运用伏秒平衡原理计算出了占空比和输出电压的关系。利用MATLAB/Simulink仿真环境对新型电路拓扑进行仿真,并采用脉冲宽度调制方法(PWM)来控制占空比来调节输出电压。最后根据仿真来搭建实验电路,得出的实验结果验证了新型三相准Z源AC/AC变换器电路的可靠性和可行性。

基于矩阵指数法的双线性Z变换PML模拟FDTD地下探测与成像

凭借矩阵指数技术,一套紧凑且高精度的基于双线性Z变换的复频率偏移完全匹配层(perfectly matched layer,PML)算法被提出截断时域有限差分问题,实现甚低频地下探测和甚高频地下成像的模拟.正因为采用了该技术,所提出的算法呈现为紧凑的一阶微分矩阵格式,使得该算法能够在数学推导期间完全地避免进行卷积操作、公式重排、变量替换.再者,所提出算法不仅可以灵活地截断任意材料(因为采用了电/磁通量本构关系式),而且能够高效地衰减隐失波以及减少电磁波相互作用过程中后期的反射,从而更好地模拟开域空间问题.此外,在距离目标体更近的距离进行截断模拟时,所提出算法仍然可以维持较高的吸收性能,以至于更小的计算区域可以被采用于模拟三维地下探测与成像问题,从而节省了大量的内存和计算时间.最后,地下探测与成像问题被应用到阐述所提出算法的有效性和精度.

基于Z变换的高阶完全匹配层实现(英文)

基于拉伸坐标完全匹配层(SC-PML)公式和Z变换方法,提出以非分裂场形式来实现具有多极点的高阶完全匹配层的高效算法,来截断时域有限差分(FDTD)网格.在吸收性能方面,高阶PML同时具有传统PML和复频率偏移完全匹配层(CFS-PML)二者的优点.提供的数值算例是二维TE极化电磁波与无限长且有限宽度的理想电导体(PEC)薄片的相互作用.仿真结果显示,高阶PML公式在衰减低频行波和隐失波及减少后期反射方面效果好,比传统SC-PML和复频率偏移的卷积完全匹配层(CPML)算法有更好的吸收性能.

整周模糊度去相关的两种实现方法

整周模糊度搜索一直是GPS快速精确定位的关键问题。短时间的观测会导致观测方程和整周模糊度方差、协方差矩阵的高相关性,因而急剧增大整周模糊度的搜索空间,对整周模糊度未知数方差、协方差矩阵进行去相关性处理,可以有效地压缩搜索空间。本文对整周模糊度去相关的迭代法和联合变换法从原理上进行了阐述,并结合实际算例进行了分析和比较。

连续系统离散化方法的比较与解析初探

控制器或被控对象的离散化是实现离散控制(或称计算机控制)的重要内容,被控对象常用零阶保持离散化方法,控制器常用离散化方法包括:数值积分法(前向差分、后向差分、双线性变换等)、输入响应不变法(阶跃、冲激响应不变法等)等。另外,Z变换、导数差分化等也是实现连续域到离散域的离散化方法。多种离散化方法在学习过程中极易混淆。本文对这些离散化方法进行比较、分析、归纳,并用实例进行说明,帮助学生更好地理解"离散化"这一重要概念和各种离散化方法的应用领域和应用条件。

两类构造阿基米德Copula生成元的方法

从变换的角度出发,提出了基于拉普拉斯变换和z变换的两类构造阿基米德Copula生成元的新方法.首先讨论了阿基米德Copula生成元的相关性质,在已有的构造阿基米德Copula生成元的Laplace变换法下,进行了推广,扩大了生成元的形式范围,并提出了一类新的基于z变换构造阿基米德Copula生成元的方法.通过构造两类阿基米德Copula生成元,举出了若干阿基米德Copula生成元的例子,从而说明了这两类构造方法的可行性.

数字控制器离散近似方法设计

介绍运用离散近似方法设计数字控制器,为数字控制器的间接设计提供理论依据。

任意磁化方向铁氧体电磁散射时域有限差分分析的Z变换方法

利用坐标系转换矩阵给出实验室系中饱和磁化铁氧体的频域磁化率张量,采用部分分式展开方法通过Z变换得到磁化率张量的Z域形式,给出了任意磁化方向铁氧体电磁散射的Z变换-时域有限差分算法.计算了饱和磁化铁氧体球的同极化和交叉极化后向雷达散射截面,结果表明了算法的正确有效性.

类星体CGRaBSJ0132+4325的射电周期研究

基于欧文斯谷射电天文台(Owens Valley Radio Observatory,OVRO)40 m望远镜近12年的观测数据,从中收集了类星体J0132+4325在15 GHz射电波段的光变曲线数据,利用LSP和加权小波Z变换方法分析其光变准周期.结果发现,类星体CGRaBS J0132+4325存在一个约851±80天的准周期振荡.基于红噪声蒙特卡洛模拟来估算其准周期信号的置信水平,得到其置信度超过3σ(99.7%).

大气压等离子体层中微波传播的数值分析

用积分-微分波方程分析了大气压等离子体中微波的传播的一维衰减特性,用Z变换-FDTD方法描述了二维衰减特性.探讨了微波在大气压等离子体层中传播时电磁波的幅度和相移与电子密度及电子中子碰撞之间的关系.给出大气压等离子体层物理特性参数(如宽度、电子密度、碰撞频率)对传输波特性的影响.

通过频谱分析测量血氧饱和度

为了提高血氧饱和度测量的抗运动性能 ,介绍了血氧饱和度测量的基本原理 ,并针对传统测量方法不能识别运动伪差的缺陷 ,采用了频域分析方法对血氧信号进行处理 ,结果表明 ,使用线性调频Z变换处理血氧信号 ,保证了测量的精度 ,有效地克服了各种运动造成的测量错误。