On Decay of Solutions and Spectral Property for a Class of Linear Parabolic Feedback Control Systems

Unlike regular stabilizations, we construct in the paper a specific feedback control system such that u(t) decays exponentially with the designated decay rate, and that some non-trivial linear functionals of u decay exactly faster than . The system contains a dynamic compensator with another state v in the feedback loop, and consists of two states u and v. This problem entirely differs from the one with static feedback scheme in which the system consists only of a single state u. To show the essential difference, some specific property of the spectral subspaces associated with our control system is studied.

基于VMD-ICA的水下激光雷达抗散射信号处理方法

提出一种基于变分模态分解(VMD)与独立元分析(ICA)相结合的水下信号处理方法.该方法运用VMD将一组回波信号分解为多组按照频率高低顺序排列的本征模态信号.然后,将这些模态信号作为ICA的观测矩阵,以确保分离所得目标回波信号的完整性.该方法提出将分解所得的各层模态信号与原信号进行相关性和信杂比比较,以确定其分解层数.应用ICA方法对散射与目标回波进行分离,从而恢复强散射水体中的微弱目标回波,大大提高其测距精度.进行不同衰减长度水体的532 nm调频连续光水下测距实验.经实验验证,该信号处理方法在激光输出功率2.3 W时,成功实现对9个衰减长度内目标的测量,使用算法将测距精度由16 cm提升至5 cm以内.

二维划分反馈控制的星模拟器光源光谱匹配精度提升方法

为提高星模拟器光源系统光谱匹配精度,首先设计并搭建了基于数字微镜的星模拟器光源系统;其次,根据按波长标定的区域光谱进行遗传算法的光谱拟合,结果表明该方案拟合光谱与目标光谱存在一定匹配误差;最后,为提高光谱匹配的精度,提出了按波长和能量二维划分区域的误差反馈及精度提升方法。实验模拟了色温为2 550、4 766、6 576、8 910 K光源,结果表明相较于波长方向一维划分的反馈方法,光谱匹配最大误差分别下降了55.7%、50.6%、45.2%、42.2%,极大地提升了星模拟器光源系统的光谱匹配精度。该研究旨在补偿该类色温匹配误差所引入的星敏感器角检测误差,达到高精度星敏感器的定标精度要求。

无输出镜外腔光谱合束结构对反馈效率的影响

半导体激光阵列无输出耦合镜外腔光谱合束技术利用光栅的0级和1级衍射光束反馈实现发光单元的波长锁定,避免了0级和1级衍射光束的转储和浪费,可以获得高的合束效率。因此,0级和1级衍射光束的反馈量高低就会决定外腔波长锁定的稳定性,进而影响合束后光束质量的高低甚至光谱合束的成败。针对此种结构,理论研究了两外腔长度、望远镜滤波结构及"Smile"效应对0级和1级衍射光束反馈效率的影响,结果表明:(1)外腔长度会影响反馈功率以及串扰程度;(2)望远镜滤波结构可以有效滤除大偏角杂散光束以及使光束正确反馈回原发光单元;(3)"Smile"效应的程度对反馈效率以及输出光束质量影响尤为严重,需要采取措施进行抑制。

星载测风激光雷达355 nm光学鉴频器及闭环控制系统

三通道355 nm光学鉴频器广泛应用在星载测风激光雷达回波信号鉴频过程中,是实现双边缘风速多普勒鉴频的核心元件,其指标与可靠性决定了系统的探测精度。研制了基于压电换能器(piezo-electric transducer,PZT)调谐的355 nm三通道标准具鉴频模块,模块有效口径35 mm,峰值透过率75%,自由光谱范围12.5 GHz,半高宽1.7 GHz。通过三通道测试系统对自由光谱范围、半高宽、峰值透过率、调谐系数等指标进行了测试。结果表明:当外部驱动电压为75 V时,峰值透过率分别为0.859、0.878和0.735,半高全宽分别为1.843 GHz、1.882 GHz和1.611 GHz,调谐系数为1.96 GHz/V、1.93 GHz/V和1.88 GHz/V。针对光学鉴频模块3个通道PZT调谐系数不一致的情况,分析出对风速误差的影响范围为±0.1 m/s。通过对闭环控制系统进行测试,该系统可实现对355 nm激光发射频率的实时锁定,解决了光学鉴频模块每次工作状态初始位置不一致带来的问题,提高了风速鉴频精度,可实现锁定时间长达30 min以上,满足了星载测风激光雷达的应用需求。另外,仿真研究表明:当三通道光学鉴频模块间隔变化0.08 nm时,引起的风速误差为1 m/s。

光反馈腔衰荡光谱技术中的数据处理(英文)

在光反馈式腔衰荡光谱技术中，光谱数据的处理因一种特殊的光谱纹波现象而变得困难。以6590．8～6591．6ClIl-1光谱范围内水汽分子的光反馈式腔衰荡光谱为基础，根据光谱纹波效应的特性分析结果，提出了一种简单的数据处理方法。利用该方法确定了6590．871cm^-1处水汽分子吸收谱线的线宽约为0．1003cm^-1，这与Hitran数据库提供的线宽结果仅有0．002cm^-1的误差，充分验证了该方法的有效性。

一种针对未知参数系统的实时混沌化方法

针对未知参数系统,提出一种基于频谱优化和时延反馈控制的实时混沌化方法。首先,基于系统稳态响应构造频谱性能指标,量化系统稳态行为(周期或混沌等);然后,随着时间进程的推进,按照直接寻优算法(Hooke-Jeeves方法)实时调整反馈控制器的时延,直至算法收敛。当性能指标达到最小值时,系统进入最佳混沌状态。数值算例验证了本方法的有效性。该方法最大优点在于无需知道系统参数,仅基于系统响应状态便可实施混沌化控制,易于实现工程化应用。

光反馈腔衰荡光谱技术中纹波效应的测量及其特性分析（英文）

为研究光反馈腔衰荡光谱技术中纹波效应的产生机理,基于所建立的腔长为49.1cm的V型微晶玻璃衰荡腔在不同环境、不同光谱范围所测得的腔损耗谱,利用数据处理方法详细分析并讨论纹波效应的周期和振幅等典型特征。分析认为,纹波效应呈现出明显的部分干涉特点,光谱纹波的周期和振幅特性分别受折叠腔结构和折叠腔镜表面污染状态影响,而与光谱扫描区域关系不明显;这表明纹波效应主要来源于折叠腔镜表面散射场的部分干涉效应。

基于谱分解的中立型延时系统控制器设计

针对线性中立型延时系统,提出一种基于算子半群谱分解理论的控制器设计方法.在中立型项的范数小于1的情况下,利用谱理论并结合投影算子,将系统无穷维解空间分解为有限维不稳定广义特征子空间和无限维稳定子空间的直和.通过对有限维子系统的研究,得到系统状态反馈控制律,并通过投影算子证明了状态反馈控制闭环系统的渐近稳定性.最后数值例子验证了所提方法的有效性.

谱计算中的曲率反馈

本文研究了反应堆物理计算中的谱计算的曲率反馈问题。研究了一种实用的作谱计算曲率反馈的方法。通过计算讨论了曲率反馈对谱、少群常数的影响,曲率反馈迭代的收敛情况及谱区划分的影响。该方法已用于HTR-10 MW试验堆的物理设计中。

痕量N_2O气体检测系统的设计与实现

建立了基于光谱吸收技术的检测系统,用于快速、准确地测量N2O气体浓度。首先,从理论上证明了二次谐波、一次谐波与N2O气体浓度之间的关系;然后,设计了痕量N2O气体浓度检测系统,利用光源调制、锁相放大等技术,实现了强杂波背景下气体浓度弱信号的解析;最后,实验测试了系统的检测性能、抗干扰能力及检测结果的可重复性。测试结果表明,系统能够在0～1%有效检测N2O气体浓度,检测下限为5.0×10-5,相对检测误差为0.11%,检测结果线性方程为Y=192.699 09 X-0.006 24,线性度为0.998 07。多次检测实验表明,系统相对标准偏差为0.137%,CO2、O2、水蒸气等常见气体对检测结果无影响。改变激光器的中心波长,该方法亦可用于CO2,CH4等其它温室气体的检测。

基于算子半群的中立型延时系统反馈控制

针对线性中立型延时系统,利用线性算子半群的谱分解理论进行输出反馈控制器设计。在系统满足不稳定特征根个数有限的条件下,利用谱理论并结合投影算子,将无穷维系统解的相空间分解为有限维不稳定广义特征子空间和无限维稳定广义特征子空间的直和。进而引用辅助算子,并利用线性算子半群的无穷小生成元得到输出反馈控制律,并证明了反馈控制闭环系统的渐近稳定性。数值实验证实了所提设计方法的有效性。

印刷机墨量反馈技术综论

油墨在传输的过程中,预置数据与实际生产所需数据之间会存在一定偏差,不能满足生产的需要,为解决数据的偏差问题,从墨量反馈技术方面出发,介绍了现阶段常用的墨量反馈技术原理及印刷机墨量预置后墨量偏差的修正方法。以系统性地了解该技术的原理及发展进程,并根据生产实践选用适宜的方法进行数据偏差修正。

半导体激光器光束谱合成效率的分析

针对半导体激光器的光束谱合成系统结构及其特点,利用Lang-Kobayashi模型建立的速率方程,在稳态情况下,推导出单个子光束经谱合成系统后的效率公式,并进一步讨论了多个光源经谱合成系统后的合成效率及其影响因素。研究结果表明:半导体激光器经谱合成系统的效率与半导体激光器输出端面和外腔输出耦合镜的反射率的相对大小、变换透镜和望远镜系统的透过率、闪耀光栅的衍射效率以及系统的耦合效率有关;在实际工程设计中,要尽可能提高变换透镜和望远镜系统的透过率、闪耀光栅的衍射效率以及系统的耦合效率,并综合考虑系统效率和光谱稳定性的要求,对半导体激光器输出端面和输出耦合镜的反射率进行优化设计。

基于差异空间相关反馈过程的高光谱图像CBIR系统

针对大多数现有的高光谱基于内容的图像检索(content-based image retrieval,CBIR)系统依赖特征表示和差异函数的问题,不完全满足传统相关反馈(relevance feedback,RF)的机器学习要求。为了解决该问题,通过差异空间的RF过程改进了CBIR系统,使用差异空间替代通常使用的特征空间,使其更适合一般机器学习技术。使用一些非零查询正样本输入到系统中,通过高光谱差异函数比较输入查询并初始化数据库获取图像的排序。最后,用户标记被系统检索的图像,选择原型图像集并开始RF过程。利用基于分离和字典的高光谱差异函数测试RF-CBIR系统,高光谱数据集的实验表明了系统的有效性,零查询的查准率和查全率接近最近RF结果。相比其他几种较为优秀的CBIR系统,系统取得了更高的查准率和查全率。

Euler－Bernoulli梁的反馈镇定

讨论端点带负荷的Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ梁的横向振动的控制问题．分析了系统的谱结构，提出一种非线性边界反馈来镇定梁的横向振动，并证明了相应的闭环系统的渐近稳定性，最后给出了一些数值模拟结果．

H_∞控制主动悬架平顺性仿真分析

关于改善车辆的行驶平顺性问题,由于行驶路面激励,存在不稳定因素,应调节悬架系统的刚度和阻尼,改善行驶的平顺性。为解决上述问题,提出采用主动悬架H∞输出反馈控制策略。根据线性矩阵不等式方法,在控制器设计中,假定悬架动行程及车身竖向加速度可以量测,同时考虑量测噪声;在控制输出向量选取上,以降低车身竖向加速度响应为目标,同时兼顾悬架最大动行程及轮胎动挠度。对于控制系统的数值仿真,通过引入虚拟激励,直接由道路谱得到车辆响应的精确功率谱密度。数值仿真结果表明,具有H∞输出反馈控制器的主动悬架对车辆行驶平顺性的改善有良好的效果。

二维辐射磁流体方腔流动与传热混合加强边界控制

本文研究二维直角坐标下方腔内辐射磁流体流动与传热的边界控制.以速度和温度一阶导数的L2范数作为混合衡量函数,设计一个边界反馈控制器,它能使混合衡量函数最大、使控制消耗和测量消耗最小.具体方法如下:首先,界定由动能和内能组成的能量函数;计算能量函数的时间导数,得出能量函数时间变化率与混合衡量函数的关系;给出由能量函数和混合衡量函数构成的性能指标上界;得到使性能指标最小的边界反馈控制器.然后,将温度边界反馈控制器作为温度边界条件,引入边界条件,通过配置点谱方法求解辐射传递方程,计算得到辐射源项和壁面热流.接下来,求解能量方程计算出温度场的状态变化,结合二步法以及谱投影算法,求解出压力状态变化.代入前面的结果,求解动量方程可以得到速度场的变化.最后,通过辐射磁流体力学计算程序验证了温度边界反馈控制器的有效性.

一类中立型系统的反馈镇定

本文研究一类时滞可公度的中立型系统的反馈镇定。假设系统是非奇异的。本文证明了系统可镇定当且仅当系统谱可镇定。

回馈法测量激光器自由光谱范围实验教学研究

进一步提升大学生科研素质的教育背景下,大学物理实验及光电信息科学与工程专业教学要求培养学生基础实验能力同时增强学生的创新能力。探索将科研最新进展引入教学环节,利用光回馈技术对多纵模激光器的自由光谱范围进行测量,丰富了相关实践教学内容,提升了学生科研素质、增强了学生分析问题及提出创新性方案解决问题的能力。