摘要：由于流场中的微粒分布状态能够充分表征场的特性,因此通过稀疏采样实现快速和高质量的粒子场成像始终是实验流体力学等领域高度期盼的.近年来,随着深度学习应用于粒子计算层析成像,如何提高神经网络的处理效率和质量,以消除稀疏采样所致的粒子层析图像伪影噪声仍然是一个挑战性课题.为解决这一问题,本文提出了一种新的抑制粒子场层析成像伪影噪声和提高网络效率的神经网络方法.该方法在设计上包含了轻量化双残差下采样图像压缩和特征识别提取、快速特征收敛的上采样图像恢复,以及基于经典计算层析成像算法的优化信噪比网络输入样本集构建.对整个成像系统的模拟分析和实验测试表明,相比于经典的U-net和Resnet50网络方法,本文提出的方法不仅在输出/输入的粒子图像信噪比、重建像的残余伪影噪声(即鬼粒子占比)和有效粒子损失比方面获得了极大的改进,而且也显著提高了网络的训练效率.这对发展基于稀疏采样的快速和高质量粒子场计算层析成像提供了一个新的有效方法.

摘要：在微腔耦合波导上设计空气孔阵列,结合深度学习调控微腔的法诺线型,实现对微腔传感性能的优化。建立了正向预测网络模型,在24 ms内实现从空气孔阵列结构到微腔透射谱线的预测。结合卷积神经网络与逆向设计实现了对微腔透射谱线的定向调控,预测了不同指标下空气孔阵列的趋势,验证了空气孔阵列结构与微腔透射特性的关系。

摘要：针对微小软排线装配操作中器件体积小且存在视觉遮挡的问题,提出一种基于电容式阵列触觉传感器的机器人软排线装配状态感知技术。首先,对电容式三维触觉感知机理进行分析,并针对软排线装配的小尺寸空间感知需求,设计了一种基于垂直拓扑网状介质层的高灵敏阵列触觉传感器,实现微小软排线装配状态的高灵敏感知。其次,为突破布线复杂度与阵列扫描周期的限制,基于电容数字芯片拓展实现高动态三维阵列信息扫描系统的设计与微小软排线装配状态的高动态感知,并完成小型化电容式阵列触觉传感器的一体化制备。最后,搭建机器人软排线装配操作系统并实时采集和分析软排线装配过程中的阵列触觉信息特征,以验证所提出技术的准确性和有效性。

摘要：匀场线圈是量子传感器中的关键部件,在原子磁强计实验中,线圈产生的磁场用于抵消剩余磁场,使磁强计在接近零磁的均匀磁场下工作,实现超高灵敏磁场测量。实验室搭建了支持匀场线圈理论研究、工程设计、测试验证的工程实践平台。平台以线圈磁场分布物理模型为基础,支持利用程序算法优化线圈结构参数,设计加工并测试线圈常数和均匀度指标。学生通过平台完成理论建模和工程实验,加强了对线圈磁场原理的理解,在优化设计过程中锻炼了数学思维,提升了工程实践能力。

摘要：针对飞控计算机面向多模块、多种类接口资源方向发展引发的原有飞控计算机固有性能不足、可拓展性差的问题,提出一种基于ARM+FPGA的软硬件协同工作、以PC/104作为多模块间通信总线的飞控计算机框架。该框架中针对PC/104总线与系统主存传输的带宽不匹配问题,设计了双通道数据缓冲路径,通过FPGA设计IP实现PC/104总线时序的控制,以DMA的方式实现总线与主存DDR之间的高速数据缓存。实验结果表明,所设计的飞控数据链路可实现模块间PC/104总线以40 Mb/s的速度进行数据传输,以及通过总线实现外设到系统主存之间微秒级别延迟的高速数据交换,保证了多模块工作时的数据传输效率。

摘要：研究一类存在一步随机时滞的复杂网络分布式状态估计问题,采用伯努利随机变量刻画测量值的随机时滞情况.基于复杂网络模型和不可靠测量值,分别设计复杂网络的状态预测器和分布式状态估计器,基于杨氏不等式消除节点之间的耦合项,通过优化杨氏不等式引进的参数,优化状态预测协方差.通过设计估计器增益,获得状态估计误差协方差,同时结合预测误差协方差,获得状态估计误差协方差的迭代公式,并给出估计误差协方差稳定的充分条件.最后,对由小车组成的耦合系统进行数值仿真,验证所设计估计器的有效性.

摘要：针对船体变形惯性匹配测量中模型参数准确性影响测量精度的问题,本文提出了一种基于图优化的船体变形模型参数辨识方法并应用于惯性匹配测量。通过分析船体变形模型预设参数对惯性匹配测量的Kalman滤波影响,得到参数对惯性匹配精度的影响机制;利用船体变形历史数据,结合待辨识的船体变形模型参数组成图优化超图,建立船体变形参数辨识的图优化模型,实现船体变形惯性匹配预设模型参数的辨识,最后将参数辨识结果代入惯性匹配方程以完成准确测量。仿真实验验证了该方法可以有效地完成船体变形参数辨识,保障船体变形惯性匹配测量的准确度。

摘要：针对一类参数严格反馈型不确定非线性系统,考虑存在外界干扰的情况下,设计一种基于反推方法的自适应滑模区域到达控制器,提高系统对非匹配不确定性及未知干扰的鲁棒性。与传统的设定点控制或位置控制不同,区域到达算法的控制目标是一个以期望点为中心的目标区域。所设计控制器综合了人工势场法、自适应控制、反推技术、滑模控制和Lyapunov方法。利用人工势场法设计目标势能函数,将区域误差引入势能函数中,结合Lyapunov方法,可以实现对目标区域的到达跟踪控制。采用基于反推的区域控制思想,将高阶整体模型分解为低阶子系统,并分别设计相应的滑模面,同时在前n-1步中结合自适应律,能够在线估计非线性系统的不确定参数项,增加所设计控制器的适用性。基于Lyapunov理论证明闭环系统的全局渐近稳定性,仿真结果表明:所设计控制器有效。

摘要：提出了一种用于定子单绕组无轴承开关磁阻电机(Bearingless switched reluctance motor,BLSRM)的转子位移控制方法。首先介绍了定子单绕组无轴承开关磁阻电机的基本结构和工作原理,基于等效磁路法建立悬浮力和刚度的数学模型。其次,建立了转子动力学模型以获取悬浮力与转子位移间的关系模型。最后,设计了一台实验样机并在电机上进行悬浮控制实验。实验结果验证了所提控制方法的有效性。

摘要：“数字电子技术基础”课程的考核方式由线下闭卷考试变为线上开卷考试,相应的课程考核试卷需要做适应性改变,以保证课程考核效果。文章提出了通过主观题变客观题,增加题型变形设计,增加分析设计题比例,注重和细化分析设计题的过程分值,以及题量的严格控制等手段来适应线上开卷考试的模式。经过实际测试及效果反馈,所设计的开卷考核试卷及考核方式,取得了良好的效果。