摘要：多功能、多频段、高性价比、小型化的可重构射频器件在现代无线通信系统有着广泛应用,在未来也有极大的需求。本文介绍了基于先进薄膜材料和微加工技术设计制备的多频段、可重构射频器件。对表面微加工和体微加工技术等制造工艺的射频应用,特别是在射频微机电系统和电可调射频器件中的应用着重进行了探讨。此外,本文还综述了利用铁电和铁磁薄膜材料集成设计制备的连续可调、小型化、高性能射频器件,探讨了利用纳米图案结构工艺来增强铁磁薄膜的高频性能(例如:铁磁共振频率和损耗)的设计方法和策略,并示范了基于此实现的全电学可调的射频器件。

摘要：在柔性基板-特氟隆上设计并制造了几种基于圆柱阵列和均匀六边形阵列的天线。为了验证设计的原型,制造了天线并分析其性能。该方案亮点在于通过适当更改天线阵列的参数,信号频率和转向角来改善信号性能和电磁场分布。所提出的天线阵列能够应用整形辐射带技术来产生可调谐的功率和辐射域。测量了场的分布,误码率迁移系数特性。结果表明,该方案通过搜索天线阵列的最优参数可以达到较好的性能。

摘要：为解决多服务模式的网约车市场中所存在的模式间供需时空不匹配的问题,打破模式间派单壁垒,减少车辆无效巡游,提升乘客体验,提出一种基于强化学习的跨模式派单算法。首先,设计跨模式派单的运行规则和相应的仿真环境为算法的训练提供环境支持。其次,针对派单过程中乘客需求动态变化的特点,设计两阶段派单流程。在第一阶段,根据车辆与需求的时空特征确定虚拟派单请求;在第二阶段,采用k最近邻算法对可行派单请求进行细化,选择与虚拟派单请求最为相似的请求作为最终的派单方案。实验表明,与基线方法相比,所提出的跨模式派单算法提升了基础服务模式中3.1%的请求响应率,同时减少了高级服务模式中车辆的空驶时间,实现了更高的经济效益与服务水平。

摘要：为了服务碳中和目标,由多种可再生能源组成的多能互补系统(MRES),例如风能、太阳能和地热驱,被认为是减少建筑领域二氧化碳排放和节能的有效解决方案。容量优化设计方法是实现系统100%可再生能源利用的必要手段。本文针对MRES的容量设计构建了一种双目标优化方法,以系统成本最低和系统供能实时可靠性为优化目标,利用带约束遗传算法(GA)结合供电可靠性(LPSP)方法作为寻优算法。基于MATLAB软件,开发了一个优化应用程序,给用户使用提供优化界面,在给定负载需求时可以输出优化的设计参数。以一个游泳池建筑为案例来展示所提出优化设计方法的流程。与传统的分布式能源系统相比,MRES的年度总成本(ATC)较低,且ATC随着可再生能源系统的供电可靠性的降低而降低。与LPSP法为0%的基线情况相比,当供电可靠性值等于8%时,年度总成本下降24%。

摘要：利用车辆运行的时空特征来解析干道绿波协调控制效果,能够深层地探索绿波协调设计的本质性原理。本文从绿波协调设计的原理出发,基于空间时距图几何元素的变换调整,提出了一种进口单独放行方式下的干道双向绿波协调控制图解法。构建了初始综合优化流程,实现了信号协调参数的初步优化设计,进一步提出了交叉口相序再优化判断准则、基于速度推进线旋转变换的公共信号周期再优化方法、基于优化判断矩阵的相位差再优化流程,并通过逐步迭代优化实现了信号相位相序、公共信号周期以及相位差的最终优化。案例分析表明,本文所提出的图解法能够快速地获得双向绿波带宽较为理想的协调控制优化方案。基于VISSIM的仿真分析表明,该方案的协调优化效果优于PBAND模型,且最终达到了正反向绿波带宽的最优值。该图解法具备设计流程清晰、优化空间连续、求解速度快的优点,同时能够获得较为理想的干道双向绿波协调优化效果,具有一定的工程应用价值。

摘要：在“碳达峰”和“碳中和”的全球背景下,天然气发动机在节能减排方面显示出巨大优势。然而,天然气发动机在稀薄燃烧条件下运行时,存在燃烧稳定性较差的问题。本文在一台高压缩比的火花点火光学机上探究了提高湍流对天然气稀薄燃烧的影响。设计了可变涡流控制阀(SCV),并结合进气滚流和涡流来调节湍流方向和强度。采用粒子图像测速技术测量缸内湍流情况,并同步进行瞬态压力采集和高速摄影以量化燃烧过程。结果表明,减小SCV闭合角可以显著提高缸内湍流强度。随着湍流强度的增加,火焰传播速度和热效率显著提高,并且指示平均有效压力对火花正时不敏感。分析火焰图像发现,沿火花塞到气缸壁的径向方向上组合式湍流逐步增强,导致火核形成更早和燃烧速率更快。因此,组合式湍流具有降低天然气发动机稀薄燃烧循环变动的潜力。

摘要：This work was focused on the model-based design method of two-axis four-actuator(TAFA) fast steering mirror system(FSM), in order to improve the design efficiency. The structure and operation principle commonality of normal TAFA FSM were investigated. Based on the structure and the commonality, the conditions of single-axis idea, high-frequency resonance and coupling were modeled gradually. Combining these models, a holonomic system model was established to reflect and predict the performance of TAFA FSM. A model-based design method was proposed based on the holonomic system model. The design flow and design concept of the method were described. In accordance with the method, a TAFA FSM was designed. Simulations and experiments of the FSM were done, and the results of them were compared. The compared results indicate that the holonomic system model can well reflect and predict the performance of TAFA FSM. The bandwidth of TAFA FSM is more than 250 Hz; adjust time is less than 15 ms;overshoot is less than 8%; position accuracy is better than 10 μrad; the FSM prototype can satisfy the requirements.

摘要：柔性梁结构是水下航行器的常见部件,其模态振动传递会损害部件服役寿命和系统工作精度。常见的抑制梁振动的方法有吸振、阻尼和主动控制等。控制的难点在于低频抑振和拓宽有效抑制频带。而常见的抑振方法的应用需要获取准确的结构参数和激励参数,对于非完备参数条件系统的适用性不足。本文基于时变边界结构的能量传递特性,提出了一种针对模态振动抑制的时变边界方法。该方法可同时抑制多阶共振,而不必针对每阶振动特性进行额外设计。首先,建立时变边界梁的动力学模型,采用时域分段解析法计算时变边界梁的瞬态振动,并与有限元法的结果进行对比验证了该方法的正确性。然后,通过时变边界梁和固定边界梁的结果对比验证了时变边界方法对共振的抑制效果。最后,分析初始条件、阻尼、时变范围和时变频率等参数对时变边界方法抑振效果的影响,发现阻尼可消耗由模态振动分散至其他频域的能量,时变边界所对应的谐振频率变化范围越大时,对共振峰值的抑振性能越好,并由此得到了时变位置优化区域。

摘要：A novel hybrid algorithm named ABC-BBO, which integrates artificial bee colony(ABC) algorithm with biogeography-based optimization(BBO) algorithm, is proposed to solve constrained mechanical design problems. ABC-BBO combined the exploration of ABC algorithm with the exploitation of BBO algorithm effectively, and hence it can generate the promising candidate individuals. The proposed hybrid algorithm speeds up the convergence and improves the algorithm's performance. Several benchmark test functions and mechanical design problems are applied to verifying the effects of these improvements and it is demonstrated that the performance of this proposed ABC-BBO is superior to or at least highly competitive with other population-based optimization approaches.

摘要：为探究小跨度隧洞围岩在不同应力路径下的破坏机制,依据现场工况设计相似模型试验可以直观了解围岩的破坏过程,同时数值模拟技术为洞悉岩体内部的破坏机理提供了可视化手段。本文依托某隧洞工程设计了相似模型的加、卸荷破坏试验,并利用颗粒流分析软件PFC进行数值仿真。对比宏、细观两种尺度下的试验发现,隧洞两侧直墙中部岩体的切向应力峰值最低,该处易受拉破坏。拱肩和拱脚处的围岩因应力集中而松动,该处产生的裂隙与直墙处裂隙贯通后将岩体切割成块是隧洞破坏的主要形式。开挖卸荷的应力路径下,隧洞整体的承载能力更强,但破坏时剥落的岩体更加破碎,围岩的损伤深度更大且内部剪切裂纹占比更多,最终形成的破坏面接近“V”型,同时开挖卸荷还会形成开挖扰动区,使拱顶和拱底处岩体的切向应力峰值降低,部分岩体的承载能力下降。