摘要：电光晶体中光束相移的计算对光学电场传感器的研究至关重要,但空间电场作用下晶体极化效应对光束相移的影响尚未得到深入理解。该文提出极化效应作用下长方体各向同性电光晶体中光束相移的计算方法,定义电场变换张量以描述极化效应作用下晶体内部电场与空间电场之间的关联关系,推导出引入电场变换张量的光束相移公式。该方法同时考虑空间电场作用下电光晶体和环境介质的极化效应,可用于计算具有任意三维尺寸和介电特性的长方体各向同性电光晶体中的光束相移。结果表明:电光晶体与环境介质的介电常数之比是关键因素,该比例的增加会引起光束相移的非线性衰减;晶体三维尺寸的变化均会对光束相移产生显著影响;光束在晶体中的传播路径也是影响光束相移的重要因素。最后,以BGO晶体为例开展实验,验证相移公式的有效性。该文研究可为电光晶体中光束相移的计算评估以及光学电场传感器的优化设计提供理论依据。

摘要：为保证高精度空间光学仪器的仪器精度,采用主动隔振Stewart平台作为多维振动隔离系统。基于加速度各向同性定义,考虑负载的质量几何特性,推导了加速度各向同性的解析数学表达式,揭示了各向同性、机构结构以及负载特性之间的联系,给出了柔顺中心的数学表达式以及各向同性Stewart平台的特征不变量。为降低系统非线性及耦合影响,提出以运动正交、加速度各向同性为指标的主动隔振Stewart平台设计,建立了生成一类加速度各向同性隔振Stewart平台的设计方法。

摘要：基于Stewart并联结构六维力/力矩传感器在空间六维力的准确检测上具有广泛前景,设计低耦合、高精度、易于标定和使用的六维力/力矩传感器是其结构设计的关键问题。传统Stewart并联结构几何参数描述为6个相互耦合的变量,不利于实现设计参数与设计指标的解耦,而且非正交条件下的各向同性使得六维力/力矩传感器仍存在耦合,为此提出基于单叶双曲面定义并构造Stewart并联结构,将最小结构参数描述集元素数量减至3个,利用解析的静态数学模型推导满足传感器正向和逆向的力/力矩各向同性的条件,以得到二者相互制约的关系,给出解耦中心数学表达式。通过综合各个性能指标,提出了优化设计方法,给出了构造一类各向同性的Stewart并联结构六维力/力矩传感器的新方法,为该类传感器设计提供了新路线。

摘要：六维力传感器力敏元件的结构设计是实现低耦合、高精度性能的关键,标准Gough-Stewart结构六维力传感器力各向同性度的最佳值为0.707,其力各向同性的本质不可达特性直接影响测量精度。为此采用广义Gough-Stewart结构设计六维力传感器,通过具有最小结构参数描述集的复合单叶双曲面描述定义、分析力各向同性问题,推导了封闭、解析的数学描述,证明了其力各向同性的可达性,提出了满足力测量中心位置需求的力各向同性空间六维力传感器Gough-Stewart并联结构设计方法。研究表明所提出的设计和综合方法不仅是一种构造一类力各向同性广义GoughStewart结构六维力传感器的新方法,还是一种并联机构构型综合的新方法。

摘要：各向同性是反映六维力传感器结构性能优劣的重要指标,各向同性性能分析是Stewart结构六维力传感器结构设计中的关键性问题。为了获得最优的各向同性性能,应用螺旋理论建立Stewart结构六维力传感器的静态数学模型,系统研究传感器的各向同性性能指标。利用数学解析的方法,对传感器的正向和逆向各向同性进行分析,推导出同时满足正向力和力矩各向同性时结构参数之间的关系表达式,证明了该类传感器不能同时满足逆向力和力矩各向同性,并得到了各向同性度性能指标之间存在的制约关系。权衡各向同性的四个性能指标,通过求解综合性能目标函数的极值,得到了综合性能指标的最优值,并推导出综合性能指标最优时结构参数之间所满足的关系表达式。研究内容为Stewart结构六维力传感器的结构性能优劣评价及结构优化设计奠定了基础。

摘要：并联机构可作为六维加速度传感器的结构敏感元件,其各向同性特性直接影响测量精度及控制性能,然而满足标准Gough-Stewart并联机构加速度各向同性的负载物理上并不存在,为此提出基于广义Gough-Stewart并联机构的六维加速度传感器设计问题。通过引入具有最小结构几何参数描述集的复合单叶双曲面定义及描述,推导并建立数学描述封闭、解析的设计方法,证实广义Gough-Stewart并联机构加速度各向同性的存在性和可应用性。所提出的技术路线几何意义清晰,易于实现广义Gough-Stewart并联机构的构造及分类,是一种研制基于并联机构的六维加速度传感器结构构型的新方法。

摘要：为了对矢量推力台架进行结构参数设计与优化,进行了台架的各向同性和灵敏度分析。考虑到各向同性和对称性密切相关,提出了矢量推力台架中测力单元对称分布定义,并推导了对称分布下,测力单元坐标满足的特征方程。基于1阶静力影响系数矩阵的条件数这一指标对测力单元对称分布的六分力台架进行了各向同性分析,发现对称六分力台架2∶2∶2构型可具有完全各向同性,而3∶2∶1构型只能具有力矩各向同性;并经过优化分布半径和方位角得到理想2∶2∶2构型需满足rx=ry=rz和(θx,θy,θz)=(0°,90°,180°)或(90°,180°,270°),理想3∶2∶1构型需满足rx=√3rx/2和θx=0°。研究了两种实际台架和两种理想台架的联系和区别,并通过对实际台架进行各向同性和灵敏度分析,发现台架具有力或者力矩各向同性会导致力或者力矩灵敏度也具有各向同性;力和力矩灵敏度都与相关联的测力单元的弹性杆柔度成正比,力矩灵敏度与相关联的测力单元分布半径成反比。该研究方法和结论对设计与建造推力矢量发动机测力台架具有一定的理论与方法方面的指导意义。

摘要：基于树枝结构单元思想,提出了光频三维各向同性左手超材料球刺结构单元模型.采用金属的Drude原理,运用等效媒质理论,仿真研究了结构的电磁响应特性.在晶格间距与工作波长的比值满足等效媒质理论要求的前提下,通过调节结构单元的几何参数,发现它能在光波段出现介电常数和磁导率同时为负值的区域,实现折射率小于零的左手超材料响应特性.该模型结构简单,具有各向同性特点.研究结果为采用"由下向上"方法制备光波段的三维左手超材料指出了新的途径.

摘要：针对描述金刚石原子间作用力的Tersoff作用势,建立了对应的各向同性非平衡态分子动力学外加力场模型,并采用这种模型模拟了金刚石的导热系数.模拟结果显示:在施加外加扰动力场后,沿力场方向的热流迅速增大并收敛;外加力场越大,相应力场作用下的导热系数的模拟结果越小,金刚石导热系数与外加力场大小呈二次衰减指数关系.与平衡态分子动力学模拟相比,各向同性非平衡分子动力学方法可节省计算机模拟时间约80%;而且对于三维结构,2种方法的模拟结果较为一致,但2种模拟结果均小于实验值,这主要是由描述原子间作用力的Ter-soff作用势的非谐性所致.

摘要：从滤波器设计、采样方面与标准二维可分小波变换的比较、分析二维各向同性不可分小波变换在图像处理中表现出来的特性,并针对不可分小波提出了新的父子关系定义和改进型零树结构.二维不可分小波变换相对标准可分小波变换而言,尺度函数和小波函数不可分且各向同性,具有更细的渐进尺度,更好的紧支撑特性,各个子带有清晰的频率特征及重建特性.本文通过实验统计分析了二维不可分各向同性小波特性,利用改进型零树结构大大提升了其在图像压缩中的性能;对不可分小波变换在图像处理中的应用具有指导性的意义.