摘要：瞬变电磁反演是高维非凸的复杂非线性反演问题。利用传统的BP(back propagation)神经网络可以有效缓解瞬变电磁反演的过拟合现象,但是BP算法收敛速度慢、易陷入局部最优。为了解决这些问题,提出了一种基于小波包分解(wavelet packet denoising,WPD)和遗传算法(genetic algorithm,GA)优化BP神经网络的方法(WPD-GA-BP),并应用于瞬变电磁反演中。首先,采用基于硬阈值和Daubechies系列中Db13的WPD方法降低观测磁场数据中的噪声成分,同时提出一种剔除冗余特征的样本采集策略。然后,引入具有全局性的GA优化BP神经网络初始权重,提升BP算法的学习能力和求解精度。最后,基于中心回线源一维瞬变电磁正演理论,构建层状地电模型,经WPD预处理后进行反演,并比较GA-BP与传统Occam、单一BP、PSO-BP(particle swarm optimization-BP)、DE-BP(differential evolution-BP)等算法的反演结果。理论模型与实测数据反演结果表明:在瞬变电磁层状地电模型反演中,WPD-GA-BP比其他算法具有更高的精度以及更强的稳定性和正演数据拟合能力,可有效应用于电磁探测反演解释中。

摘要：天环一号(CAT-1)是国内首个采用磁悬浮偶极场磁体设计的磁约束等离子体装置。根据CAT-1装置总体目标和参数设计要求,采用线电流简化模型,基于矢量磁场、力学平衡及动力学等方法,对悬浮磁体稳定性进行了分析计算,给出了装置悬浮磁体、托举线圈和状态调节线圈的总体尺寸、空间位置与布局、电流、重量、特征稳定性能及作用关系等设计参数。结果表明:对于CAT-1装置的悬浮磁体1200 kg、电流5 MA、悬浮距离2.0 m设计目标,托举线圈半径最优值为1.7 m,相应的电流为3.49 kA,为实现对悬浮磁体偏移运动的有效阻减及控制,平衡点附近工作区域应限制在|Δz|<100 mm、|Δer|<50 mm、|Δα|<π/24。

摘要：为了提高光纤的双折射率以及传感灵敏度,提出了一种基于椭圆形孔阵列的光子晶体光纤,通过空气孔调制光纤的折射率分布,有效的提高了光纤的双折射率,并基于全矢量有限单元分析法,研究了光纤色散、限制损耗以及温度传感特性。仿真结果表明,孔阵列椭圆率为2时,光纤的双折射率高达1.92×10^(-2),且限制性损耗低至10^(-10) dB·km^(-1)数量级,同时色散约为-15.54ps·km^(-1)·nm^(-1)。通过填充液体增敏的方式,有效提高了光纤基模的热光系数,热光系数高达9.5×10^(-5)/℃,可用于高灵敏度光纤温度传感。

摘要：具有分级结构的界面组织(如肌腱-骨界面、骨-软骨界面等)在器官的正常发育和功能中扮演着极其重要的作用。其中,肌腱-骨界面组织是最为典型的界面组织之一。为此,本研究采用肌腱-骨界面组织的构建为模型,以明胶、聚乙烯醇(PVA)、羟基磷灰石(HAp)为原料,采用冻融循环技术结合逐层涂覆技术制备具有分级结构的仿肌腱-骨界面一体化支架。该支架由三个部分组成:(i)上层为未矿化的区域,以促进支架与肌腱的整合;(ii)中间层为具有矿物成分梯度和力学性能梯度的区域,以促进应力在肌腱和骨之间的转移;(iii)下层为具有较高力学性能的矿化区域,促进支架与骨的整合。采用红外光谱、力学性能测试、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段对支架的结构和性能进行表征。结果表明,采用冻融循环技术可以通过物理交联获得PVA支架,且矿物量-力学,冷冻-解冻循环次数-力学的力学拉伸测试结果表明该支架从上层到下层的力学性能依次呈梯度增加。采用扫描电镜(SEM)观察了材料的整体微观结构,材料层与层之间完美融合,形成具有分级结构的一体化支架。最后,通过能谱分析(EDS)对支架的矿物质含量进行分析,结果表明该支架从上层到下层的矿物质含量依次从无到有,并呈梯度增加。这种仿生一体化支架的设计将在界面组织工程中具有极大的应用前景。

摘要：针对现有深度学习光流估计模型在大位移场景下的准确性和鲁棒性问题,提出了一种联合深度超参数卷积和交叉关联注意力的图像序列光流估计方法.首先,通过联合深层卷积和标准卷积构建深度超参数卷积以替代普通卷积,提取更多特征并加快光流估计网络训练的收敛速度,在不增加网络推理量的前提下提高光流估计的准确性;然后,设计基于交叉关联注意力的特征提取编码网络,通过叠加注意力层数获得更大的感受野,以提取多尺度长距离上下文特征信息,增强大位移场景下光流估计的鲁棒性;最后,采用金字塔残差迭代模型构建联合深度超参数卷积和交叉关联注意力的光流估计网络,提升光流估计的整体性能.分别采用MPI-Sintel和KITTI测试图像集对本文方法和现有代表性光流估计方法进行综合对比分析,实验结果表明本文方法取得了较好的光流估计性能,尤其在大位移场景下具有更好的估计准确性与鲁棒性.

摘要：由于汽车驱动盘上信号缺齿和定位销孔的存在,使其结构不规则,影响工作中的动平衡,进而影响其性能。为提高汽车驱动盘刚度强度性能,以某汽车驱动盘为研究对象,提出基于响应面法的结构优化设计方法。以驱动盘盘体厚度、去重孔旋转角度、改去重孔个数和改孔半径为设计因子,以驱动盘去重量为约束,以轴向冲击0.5 mm应力最小化为目标,运用最小二乘法,建立响应面优化模型。试验结果表明,采用该方法能够满足不平衡量要求,最大应力减小了26.79%,提高了驱动盘轴向冲击疲劳强度。

摘要：针对电力机车疲劳伤损评估的传感器测点数量局限性问题,对某型重载电力机车车体振动关键部位进行了加速度传感器布置,对车钩进行了载荷标定,在某货运专线进行了重车和空车状态下的动态测试,基于ANSYS仿真结果、nCode数据处理流程及实测车钩载荷数据获取了车体疲劳关键部位的计算应力时间历程,以雨流计数为基础编制了疲劳关键部位的计算应力谱,通过计算累积损伤获取了疲劳关键部位的剩余寿命,该机车在达到其设计寿命运行里程后,还可以安全运行56万km。

摘要：针对重载电力机车车体损伤特性及剩余寿命评估问题,对某型重载电力机车车体底架纵向力传递及设备悬挂部位的7个测点进行了动应力测试,计算了各测点处的损伤并评估了剩余寿命,结果表明:除测点1的重车损伤略低于空车损伤外,其他6个测点的重车损伤均不同程度高于空车损伤,车底悬挂设备的振动加剧了空车状态下测点1的疲劳损伤累积;各测点均有较为富裕的剩余寿命,测点5的剩余寿命最低,为1.15×10^(8)km,表明当车辆服役至其设计寿命后,仍有足够的安全运行裕量。

摘要：提出了一种高PSRR高稳定性的低压差线性稳压器(Low Dropout Linear Regular,LDO),该LDO设计了高精度的带隙基准电路和误差放大器,并利用前馈纹波消除技术设计了电源抑制比增强模块,有效提高了电路中高频的电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR)。基于CSMC 0.18μm工艺对提出的LDO电路进行仿真验证,芯片面积为150μm×131μm。该LDO在4.5 V~5.5 V的输入电压范围下,稳定输出不受温度影响的2.5 V电压;于1 mA轻负载下,电源抑制比在低频处为-103.3 dB,在1 MHz处超过-60 dB。当输出电容为2.2μF时,LDO电路轻载下相位裕度为58.3°,重载下相位裕度为64.1°,具有良好的系统稳定性。

摘要：提出了一种变模态宽电压范围双向隔离型谐振变换器,所提变换器具有升压电路及反激电流馈拓扑的优势,通过复用谐振电感的预先储能和反激馈能,提高了电池侧向网侧输出的增益和变换器功率密度,减小了电路无功环流。变换器采用定频脉冲宽度调制,根据不同的工况分别对应多种工作模式,适合宽范围输出。首先介绍了变换器工作原理,分析了能量在不同方向流动时的输出增益,最后以满足在家庭分布式储能系统中电池充放电为前提,对器件和控制参数进行了设计,验证了理论分析的正确性。