摘要：Natural anisotropic nanostructures occurring in several organisms have gained more and more attention because of their obvious advantages in sensitivity, stability, security, miniaturization, portability, online use, and remote monitoring. Due to the development of research on nature-inspired bionic structures and the demand for highly efficient, low-cost microfabrication techniques, an understanding of and the ability to replicate the mechanism of structural coloration have become increasingly significant. These sophisticated structures have many unique functions and are used in many applications. Many sensors have been proposed based on their novel structures and unique optical properties. Several of these bio-inspired sensors have been used for infrared radiation/thermal, pH, and vapor techniques, among others, and have been discussed in detail, with an intense focus on several biomedical applications. However, many applications have yet to be discovered. In this review, we will describe these nanostructured materials based on their sources in nature and various structures, such as layered, hierarchical, and helical structures. In addition, we discuss the functions endowed by these structures, such as superhydrophobicity, adhesion, and high strength, enabling them to be employed in a number of applications in biomedical fields, including cell cultivation, biosensors, and tissue engineering.

摘要：为提高多胞薄壁结构的轴向耐撞性,基于动态拓扑优化得到薄壁结构在轴向冲击下的最优截面构型,设计了一种混合多胞薄壁结构(mixed multicellular thin-walled structure, MMTS)。运用有限元方法,对比了混合多胞薄壁结构与基于经验设计的窗型多胞结构及仿生树状分形结构在轴向冲击下的耐撞性能。为了进一步提高材料利用率,以结构尺寸为设计变量进行多目标优化。在此基础上,对结构进行水平截面一次变壁厚分析,获得耐撞性能随壁厚的变化趋势。研究结果表明:混合多胞薄壁结构相比等质量窗型多胞结构、树状分形结构耐撞性能大幅提高;与初始设计的MMTS相比,优化后比吸能增加了45.78%,质量降低7.14%,吸能过程更平稳。

摘要：随着自动化技术在汽车领域的快速发展,无人驾驶决策系统和EtherCAT总线已经成为新的研究热点。针对无人驾驶涉及的决策系统和EtherCAT总线框架进行了总体的技术分析。任务决策系统属于无人车的核心控制端,不仅需要负责对数据处理与分类处理,而且同时做出相应的分类反应。EtherCAT总线属于数据信息交互的传输端,负责将无人车在驾驶的过程中产生的信息数据传输到决策系统作为输入端,信息决策系统将信息数据进行分类再由总线将这些信号进行分类发送。首先分析了决策系统的开发原理框架,同时设计了EtherCAT总线,总线负责将决策系统的输入或输出数据进行交换;再次讨论了基于EtherCAT的通用设计的实时任务规划与调度设计方法;最后进行了方法验证,并将其应用于无人驾驶控制系统。

摘要：研发基于ZYNQ处理器的ARM嵌入式天然场射频大地电磁法信号采集系统。该系统集成了采集控制模块、数据读取模块和数据滤波模块,采用FPGA高速逻辑门电路、FIR滤波器以及ARM嵌入式系统等技术手段,实现RMT信号的采集、传输、滤波和存储。仿真和对比试验结果表明:该系统性能稳定,滤波模块阻带衰减大于70 dB,系统采集的数据反演结果精准,能提供高精度地质信息,所设计的信号采集系统能够为国产化射频大地电磁法勘探设备研发提供一种技术方案。

摘要：为了解决智能车辆采用传统滑模控制器(SMC)时跟踪精度较差和稳定性欠佳的问题,提出了一种基于模糊终端滑模控制器(FTSMC)的路径跟踪横向控制策略.首先,建立了车辆二自由度动力学模型和路径跟踪误差模型,并采用改进的指数趋近律设计了终端滑模控制器(TSMC).其次,为解决SMC抖振问题,通过模糊逻辑在线优化指数趋近律中的边界层,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的稳定性.最后,建立了Matlab/Simulink和Carsim联合仿真模型,验证了所提控制策略的有效性.结果表明,在低、高车速两种工况下,FTSMC的横向位移偏差最大值分别降低了14.4%和23.3%,横摆角偏差最大值分别降低了11.0%和18.9%,抖振现象得到了显著的抑制.

摘要：直流激电法是一种重要的金属矿找矿方法,但是激电信号微弱,且易受电磁信号干扰。基于OPA140功放芯片,设计了输入保护电路、前置放大电器、自然电位补偿电路、低通滤波器及ADC单端转双端电路,实现了对低噪声模拟前端电路的开发,提高了整个系统的信噪比。并采用动态信号分析仪和频谱分析仪测试了模拟前端电路噪声和频响特性,利用TINA-TI软件平台仿真计算了前置放大器的等效输入电压噪声,测试结果均符合实际需求。将设计好的模拟前端电路与控制板相结合做出样机,与ELREC 6直流激电仪进行对比试验,试验结果表明:样机与ELREC 6直流激电仪的视极化率整体走势一致,可为模数转换器提供高质量信号,低噪声模拟前端电路开发达到了设计要求。

摘要：宽带频率转换是非线性光学重要研究方向之一,在激光技术、光通信和光学显示等领域都具有重要意义。为实现宽带且高效的频率转换,利用仿真方法在薄膜铌酸锂晶体上设计了基于阿基米德螺旋线啁啾超晶格结构的脊型波导,模拟实现宽带二次谐波的产生。研究发现,通过采用0型准相位匹配方案,对1 525~1 575 nm基频波段扫频,可在长为3 mm的脊型波导出射端观察到高达31 nm带宽的倍频现象,且在中心波长1 550 nm处实现了高达110.8%/(W·cm^(2))的二倍频转换效率,与同等晶体长度下周期超晶格结构与线性啁啾超晶格结构相比,实现了更大的倍频带宽和更优的响应平坦度,在微型宽带倍频器的研发和集成光学元器件的应用方面具有重要潜在价值。