摘要：现有直线振荡电机(LOM)无位置传感器谐振频率跟踪控制方法存在行程观测精度低、抗干扰能力差等问题,容易导致谐振频率跟踪精度低、频率振荡严重。为提高谐振频率跟踪控制性能,该文研究了一种基于积分滑模观测器(ISMO)的新型谐振频率跟踪控制方法。首先,基于LOM工作在系统谐振频率点时行程-电流相位差为90°的特点,提出一种双互相关函数比值方法,消除了行程变化对谐振频率跟踪控制的影响。其次,采用积分滑模面及新型趋近律设计ISMO,并利用二阶广义积分器获取行程估算信号,大大提高了行程估算精度。最后,对比实验结果表明,所提方法能够有效提高谐振频率跟踪精度、稳定时间及抗干扰能力。

摘要：智能网联汽车的快速发展为道路基础设施服役性能的监测提供了更加便捷、高效的全新解决方案。为发挥智能网联车辆优势,提高车载响应类路面平整度检测的便捷性和准确性,首先提出了一种基于车辆振动响应信号的路面纵断面高程反演及平整度估计方法,该方法通过对车辆垂向动力学的合理建模及模型参数辨识,以车身振动响应信号作为测量值,借助增广卡尔曼滤波算法,对路面断面高程进行反演估计,进而求解国际平整度指数。随后,采用高斯过程模型对多车估计结果进行拟合以实现多车结果的融合解析。考虑到智能网联汽车可实现车车互联通信的优势,进一步将前车融合结果纳入当前车辆估计算法,并将其作为伪测量量,实现多车协同估计以提高当前车辆估计结果的准确性。借助数值仿真及实测数据对前述方法进行验证,实测结果表明:所提出的单车估计方法所得国际平整度指数的估计值与实测值相关性可达87%,均方根误差约为0.26 m·km-1;多部车辆的重复性测试验证了该方法的准确性和可重复性;多车结果融合及协同估计策略不仅可降低单车估计结果的误差,且可在一定程度上提高单车估计算法的稳定性。在算法验证基础上,设计了一套可实现路面平整度在线评估的原型系统,并提出了智能网联环境下路面平整度评估框架,进而对该系统及框架进行了离线验证。基于该框架,不仅可实现路面平整度的单车在线估计,还可对多车感知结果进行融合,并将平台端融合结果用于终端计算中,实现云-端协同估计,从而提高终端反演的准确性和鲁棒性。

摘要：为研究可压流动下多孔质静压径向轴承的静特性,基于雷诺润滑方程、多孔质达西方程、气体压力-密度方程,建立了多孔质径向轴承的流动模型.提出了一种处理多孔质轴向端面压力边界条件的Laplace-Neumann虚拟节点法,结合有限差分法、松弛迭代法、压力-密度耦合迭代法对流动模型进行数值求解.分析了可压流动下轴承半径间隙和供给压力对静压特性的影响,并与不可压流动计算结果进行对比.结果表明:在同一最小膜厚下,随着半径间隙和供给压力的增大,可压流动与不可压流动的承载能力、质量流量和功耗均增大.可压流动下的承载能力在半径间隙0.01 mm和0.03 mm下小于不可压流动,在半径间隙0.05 mm下大于不可压.可压流动下的质量流量和功耗均大于不可压流动.本研究可为多孔质静压径向轴承的设计及快速计算提供参考.

摘要：为探索能够应用于集总式拉曼放大的新型光纤材料,采用掺TiO_(2)光纤作为增益介质分别设计了一阶、二阶拉曼放大器。给出了高功率转换效率且增益平坦的泵浦参数配置方案,在总泵浦光功率不变的情况下对比了掺TiO_(2)光纤的一阶、二阶拉曼放大器与掺GeO_(2)光纤的二阶拉曼放大器的增益特性。仿真结果表明,在L波段60nm的谱宽范围内,32dBm的泵浦光前向注入长达6 km的掺TiO_(2)光纤对3 dBm的信号光进行二阶拉曼放大,其功率转换效率可达41.57%,增益平坦度仅为1.14 dB,对比掺GeO_(2)光纤的二阶拉曼放大器具有更平稳的输出增益。

摘要：射电望远镜一般要在宽频段内进行连续观测,但传统相控阵天线设计方法难以兼顾宽频带和大角度扫描特性.紧耦合天线的设计方法为宽带大角度扫描天线提供了新的设计思路,基于此设计了一款宽带双极化Vivaldi相控阵馈源.首先结合Wheeler提出的连续电流片概念及等效电路对紧耦合原理进行理论分析,然后针对Vivaldi天线分析了阵元间的强耦合能够有效拓展天线的工作带宽.在此基础上设计了一款宽带Vivaldi相控阵馈源.馈源阵列由8×9 Vivaldi天线阵元组成,该阵列的工作带宽为2-8GHz,并且能够在E面和H面均实现±45∘的扫描特性.最后对该馈源阵列进行了样机加工和测试,测试结果与仿真结果具有较好的一致性.

摘要：针对不同运营商各自部署边缘设备,投入巨大且缓存内容相互隔离,无法共享的问题,改进了一种基于联盟链的边缘缓存系统架构,使运营商部署的边缘设备间能够打破内容隔离,实现更大范围的共享。为了提高运营商缓存收益,同时保证用户传输质量,降低用户传输时延,首先针对缓存内容流行度、内容大小以及边缘设备的协作能力,分析不同内容交付方式对于用户传输时延和运营商缓存收益的影响;然后,以最大化缓存收益和最小化传输时延为目标建立优化问题;最后,为解决构建的高维度大规模的缓存决策问题,采用基于异步优势动作评价的内容缓存算法确定内容的最佳放置位置。仿真结果表明,所提缓存策略能够有效地提高边缘缓存收益,降低内容传输时延,提升用户体验。

摘要：为优化沥青混合料中细观裂缝的快速评价方法与效率,首先通过室内试验设计沥青混合料细观裂缝制备及其评价方法,采用线激光对试件进行扫描并采集红外图像,通过对红外图像数据分析,建立基于时间序列的温度区间特征追踪方法,进而计算温度区间特征面积及其扩散速率与线激光位移的热特性变化关系,最后对试件中的细观裂缝位置和宽度进行定量分析。研究表明,基于温度区间热效应的扩散速率,可以增强试件中细观裂缝的空间分辨率,同时随着线激光逐渐靠近裂缝,温度特征面积扩散速率明显表现出先降低后增加的趋势,说明试件裂缝处的热扩散能量逐渐降低并趋近于零,当线激光远离裂缝时,试件表面的热扩散速率又逐渐增加,体现出很强的细观裂缝热阻隔现象。结果表明,在裂缝处温度区间B、C的特征面积始终位处于特征曲线的最低波谷位置,且温度区间B的裂缝定位误差小于5.61%;同时,在可靠度水平为95%条件下,通过亚像素算法计算的裂缝特征面积宽度与裂缝宽度的相关性达到0.9952,预测裂缝宽度的相对误差不大于4.13%。该评价方法显示了基于时序特征的温度区间对不同细观裂缝宽度均具有显著的敏感性,可为车载移动式热成像技术自动化检测沥青路面裂缝的应用提供理论基础和借鉴。

摘要：为探究箍筋锈蚀对钢筋混凝土矩形柱轴压性能的影响,以截面形状、箍筋布置、体积配箍率、锈蚀程度为变化参数,设计了27个钢筋混凝土矩形柱试件,并采用全浸泡电化学加速锈蚀法对其中的18个试件进行加速锈蚀。通过轴压试验研究了试件的破坏形态及各参数对其力-位移曲线的影响。结果表明:随着箍筋锈蚀率的增加,试件的初始刚度、极限承载力及延性均有所降低。试件的配箍率越低,其极限承载力降幅越显著。而后,基于锈蚀箍筋约束混凝土峰值应力、纵筋压屈模态下剩余承载力及保护层锈胀剩余承载力模型,建立了锈蚀箍筋约束混凝土矩形柱的极限承载力计算模型。通过预测值与试验值的对比,验证了模型的准确性与适用性。该模型可为锈蚀钢筋混凝土结构的剩余承载力的计算及安全评估提供指导。

摘要：露天煤矿开采过程中矿山三维地质模型不断变化,需要随之更新地质剖面图以真实反映当前矿山的地质构造与地层性质。针对目前剖面图更新方法存在剖面图内部图元属性信息与空间信息交互不畅导致剖面图更新不够准确的问题,提出了一种与矿山三维地质模型自动关联的剖面图更新方法。通过设计矿山三维地质模型与剖面图元关联关系的概念模型与逻辑模型,实现模型图元与剖面图元对象名称的关联;通过在剖面图上设置水平和高程位置的定位坐标,将剖切所得对象关联至相应的剖面图位置,实现模型图元与剖面图元空间位置坐标的关联,以达到矿山三维地质模型与剖面图属性信息、空间信息等图元数据关联的目的;根据矿山三维地质模型中发生改变的图元确定需要更新的区域,提取区域内各剖面线并根据关联关系得到相应的剖面图,进一步通过遍历判断图元属性更新标志位和几何更新标志位的状态,自动更新各剖面图中属性或几何形状发生变化的剖面图元。应用结果表明,该方法实现了剖面图与矿山三维地质模型的关联,以及剖面图的自动更新;利用该方法自动更新后的剖面图中定位坐标数据与更新前一致,验证了剖面图更新方法的准确性。

摘要：超表面由亚波长尺度排列的人工原子阵列组成,在调控光场相位、振幅、偏振等方面具有巨大优势.受离散采样原理和周期性假设的限制,传统正向设计方法不可避免地存在设计误差,容易导致器件性能下降.本文采用基于伴随的多目标拓扑优化方法,逆向设计了一种具有大偏折角度、偏振不敏感特性的自由形状波分复用超光栅.仿真结果表明,相比于离散规则结构,拓扑优化的波分复用超光栅具有更优越的偏振不敏感性能.此外,该结构对510 nm入射光的偏折角度可达70.8°,其绝对偏折效率高达48%;对于852 nm入射光,其透射效率为98%.在此基础上,通过使用随机初始结构可将绝对偏折效率优化至70%以上.本文设计的自由形状波分复用超光栅具有偏折角度大、效率高和空间串扰低等优点,在光通信、微纳光场调控、基于里德堡原子的微波测量等领域具有潜在应用前景.